Balance Hidrico

ANALISIS FISICO QUIMICO DEL AGUA

INTRODUCCIÓN

Hoy en día el agua natural es el agua que se encuentre en la superficie terrestre sea dulce o salada. Por interacción con la radiación solar parte de la misma experimenta un cambio de estado pasando de agua líquida a agua vapor la cual pasa a la atmosfera.

Este vapor de agua al llegar a cierta altura donde la temperatura es más baja se condensa formando diminutas gotitas, en conjunto de las cuales constituyen las nubes.A lo largo de estos pasos o procesos el agua va experimentando transformaciones. El paso de líquido a vapor y su posterior condensación supone una destilación, y por este procedimiento se obtiene agua destilada.

Cuando estas gotas se hacen más grandes, aumenta su peso, cayendo sobre la tierra en forma de lluvia o de nieve.

Además de este ciclo hidrológico del agua, existe un subciclo biológico el cual hace que se renueven sobre la tierra anualmente del orden de 6.5∗1011Tm de este compuesto.

El total del agua presente en el planeta, en todas sus formas, se denomina hidrosfera. El agua cubre 3/4 partes (71%) de la superficie de la Tierra. Se puede encontrar esta sustancia en prácticamente cualquier lugar de la biosfera y en los tres estados de agregación de la

materia: sólido, líquido y gaseoso.

El 97 por ciento es agua salada, la cual se encuentra principalmente en los océanos y mares; sólo el 3 por ciento de su volumen es dulce. De esta última, un 1 por ciento está en estado líquido. El 2% restante se encuentra en estado sólido en capas, campos y plataformas de hielo o banquisas en las latitudes próximas a los polos. Fuera de las regiones polares el agua dulce se encuentra principalmente en humedales y, subterráneamente, en acuíferos.

El agua representa entre el 50 y el 90% de la masa de los seres vivos (aproximadamente el 75% del cuerpo humano es agua; en el caso de las algas, el porcentaje ronda el 90%).

En la superficie de la Tierra hay unos 1.386.000.000 k m3 de agua (Si la tierra fuese plana, sin topografía estaría completamente cubierta por una capa de unos 2.750 m), que se distribuyen de la forma mostrada en la imagen.

E.A.P. DE ING. HIDRAULICA Página 1


OBJETIVOS

OBJETIVOS GENERALES

Dar a conocer el ciclo hidrológico del agua.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Distinguir los conceptos de agua (sustancias químicas): agua salada, agua dulce, agua potable.

Recalcar la importancia del agua para los procesos biológicos y poner de manifiesto sus ciclos.

Introducir la idea de cambios de estado unido a la modificación de los estados de agregación y la influencia de la temperatura en los mismos.

MARCO TEORICO

o CICLO HIDROLÓGICO DEL AGUA

El ciclo hidrológico o ciclo del agua es el proceso de circulación del agua entre los distintos compartimientos de la hidrósfera. Se trata de un ciclo biogeoquímico en el que hay una intervención mínima de reacciones químicas, y el agua solamente se traslada de unos lugares a otros o cambia de estado físico.


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FASES DEL CICLO HIDROLÓGICO

Los principales procesos implicados en el ciclo del agua son:

EVAPORACION: El agua se evapora en la superficie oceánica, sobre la superficie terrestre y también por los organismos, en el fenómeno de la transpiración en plantas y sudoración en animales. Los seres vivos, especialmente las plantas, contribuyen con un 10% al agua que se incorpora a la atmósfera. En el mismo capítulo podemos situar la sublimación, cuantitativamente muy poco importante, que ocurre en la superficie helada de los glaciares o la banquisa.

CONDENSACION: El agua en forma de vapor sube y se condensa formando las nubes, constituidas por agua en pequeñas gotas.

PRESIPITACION: Se produce cuando las gotas de agua que forman las nubes se enfrían acelerándose la condensación y uniéndose las gotitas de agua para formar gotas mayores que terminan por precipitarse a la superficie terrestre en razón a su mayor peso. La precipitación puede ser sólida (nieve o granizo) o líquida (lluvia).

INFILTRACION: Ocurre cuando el agua que alcanza el suelo, penetra a través de sus poros y pasa a ser subterránea. La proporción de agua que se infiltra y la que circula en superficie (escorrentía) depende de la permeabilidad del sustrato, de la pendiente y de la cobertura vegetal. Parte del agua infiltrada vuelve a la atmósfera por evaporación o, más aún, por la transpiración de las plantas, que la extraen con raíces más o menos extensas y profundas. Otra parte se incorpora a los acuíferos, niveles que contienen agua estancada o circulante. Parte del agua subterránea alcanza la superficie allí donde los acuíferos, por las circunstancias topográficas, intersecan (es decir, cortan) la superficie del terreno.

ESCORRENTIA: Este término se refiere a los diversos medios por los que el agua líquida se desliza cuesta abajo por la superficie del terreno. En los climas no excepcionalmente secos, incluidos la mayoría de los llamados desérticos, la escorrentía es el principal agente geológico de erosión y de transporte de sedimentos.

CIRCULACION SUBTERRANEA: Se produce a favor de la gravedad, como la escorrentía superficial, de la que se puede considerar una versión. Se presenta en dos modalidades:



_ Primero, la que se da en la zona vadosa, especialmente en rocas carstificadas, como son a menudo las calizas, y es una circulación siempre pendiente abajo.

_ Segundo, la que ocurre en los acuíferos en forma de agua intersticial que llena los poros de una roca permeable, de la cual puede incluso remontar por fenómenos en los que intervienen la presión y la capilaridad.

FUSION: Este cambio de estado se produce cuando la nieve pasa a estado líquido al producirse el deshielo.

SOLIDIFICACION: Al disminuir la temperatura en el interior de una nube por debajo de 0° C, el vapor de agua o el agua misma se congelan, precipitándose en forma de nieve o granizo, siendo la principal diferencia entre los dos conceptos que en el caso de la nieve se trata de una solidificación del agua de la nube que se presenta por lo general a baja altura. Al irse congelando la humedad y las pequeñas gotas de agua de la nube, se forman copos de nieve, cristales de hielo polimórficos (es decir, que adoptan numerosas formas visibles al microscopio), mientras que en el caso del granizo, es el ascenso rápido de las gotas de agua que forman una nube lo que da origen a la formación de hielo, el cual va formando el granizo y aumentando de tamaño con ese ascenso. Y cuando sobre la superficie del mar se produce una manga de agua (especie de tornado que se produce sobre la superficie del mar cuando está muy caldeada por el sol) este hielo se origina en el ascenso de agua por adherencia del vapor y agua al núcleo congelado de las grandes gotas de agua. El proceso se repite desde el inicio, consecutivamente por lo que nunca se termina, ni se agota el agua.

COMPOSICIÓN QUÍMICA

El agua está formada por dos átomos de hidrógeno (H) y un átomo de oxígeno (O) unidos mediante sendos enlaces covalentes, de manera que la molécula tiene una forma triangular plana. Es decir los átomos de hidrógeno y oxígeno están separados entre sí aproximadamente 0,96 Angstroms (más o menos un nanómetro – una milmillonésima de metro) y el ángulo que forman sus líneas de enlace es de unos 104,45 grados.Además el agua se comporta como un dipolo, es decir tiene dos regiones con una cierta carga eléctrica. Una de ellas es positiva y la otra negativa.


ANALISIS FISICO QUIMICO DEL AGUA El hecho de que el agua sea un dipolo se debe a que el hidrógeno y el oxígeno son átomos muy distintos desde el punto de vista de la electronegatividad. Es esta una propiedad atómica que indica la forma en que un átomo atrae hacia si los electrones que comparte con otro en un enlace covalente.

En el caso del agua, el oxígeno es un átomo muy electronegativo. El hidrógeno es un átomo muy poco electronegativo. Los electrones que comparten en los dos enlaces covalentes que presenta la molécula de agua están “desplazados” hacia la región ocupada por el oxígeno. Esto implica que esa zona tenga un poco más (un diferencial) de carga negativa, mientras que los hidrógenos tienen diferenciales de carga positiva. Decimos que tiene diferenciales de carga para resaltar que el agua NO es una molécula cargada eléctricamente, el agua no es un ión. El agua, muchas otras, es una molécula polar. Esta polaridad es fundamental para entender las propiedades del agua, porqué el agua se comporta químicamente como lo hace y por extensión su importancia dentro de los seres vivos. Para saber el porcentaje de cada elemento, es cosa de sumar las masas atómicas de cada elemento y luego sacar un porcentaje:Peso Molecular del Agua: 1 + 1 + 16 = 18 g/mol%Hidrógeno = (2 x 1) x 100/18 = 11,11%%Oxígeno = 16 x 100/18 = 88,89%

Por lo que el agua está constituida aproximadamente por un 11% de hidrógeno y un 89% de oxígeno.


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BALANCE HIDRICO

INTRODUCCIÓN:

El balance hídrico es considerado como una herramienta útil para la planeación y manejo del recurso hídrico, y sobre todo si se considera de manera integral tanto el agua superficial como el agua subterránea. La ecuación fundamental para llevar a cabo este balance es la ecuación de continuidad. El principio de continuidad consiste básicamente en cuantificar las entradas y salidas a la cuenca, así como su cambio de almacenamiento.Los últimos estudios relativos a la cuantificación de los recursos hídricos nos muestran que la cantidad de agua en el planeta se mantiene constante, pero que sin embargo la calidad se deteriora, dando lugar a una disminución del recurso hídrico en términos de su oferta. A su vez, la demanda del recurso hídrico se incrementa proporcionalmente al crecimiento de la población, lo cual hace suponer que un exceso o déficit de la oferta del recurso hídrico da lugar a un conflicto social. Si aceptamos que la tendencia de la demanda será siempre a aumentar, llegaremos a un momento en el que la demanda será siempre mayor que la oferta, lo cual solo podría generar un conflicto social crónico. Ante esto, la única alternativa sería el desarrollo de técnicas eficientes para restaurar el sistema y establecer un equilibrio dinámico entre la oferta y la demanda, dando lugar a una armonía social.Con la finalidad de poder responder a la creciente demanda actual y futura de información sobre el agua y los conocimientos necesarios para el desarrollo sostenible, es indispensable conocer el comportamiento de las diversas variables que intervienen en el ciclo hidrológico (Precipitación, Evapotranspiración, Caudal) a través del Balance hídrico superficial

OBJETIVOS:

OBJETIVO GENERALDeterminar el estado actual y proyecciones futuras del recurso hídrico en cuanto a cantidad y calidad, estableciendo la presión sobre el mismo al considerar su distribución espacial y temporal de oferta, disponibilidad y demanda, con el fin de ser una herramienta que permita desarrollar lineamientos de protección del recurso, ordenación de usos, ordenamiento territorial, mejorar la calidad de vida de la población y asegurar la inversión.

MARCO TEORICO:

IMPORTANCIA


ANALISIS FISICO QUIMICO DEL AGUA La importancia de realizar un balance hidrológico en una cuenca, es la determinación de la oferta real del recurso hídrico representado por la escorrentía y compararla con la demanda, para determinar si la cuenca está siendo sobreexplotada o si por el contrario existe disponibilidad adicional para utilizar mayores cantidades de agua en otros usos. La ecuación de continuidad, o de balance hidrológico, es la ley más importante en Hidrología, y aunque su expresión es muy simple, la cuantificación de sus términos es normalmente complicada, principalmente por la falta de mediciones directas en campo y por la variación espacial de la evapotranspiración, de las pérdidas profundas (a acuíferos) y de las variaciones del agua almacenada en una cuenca.

1. GENERALIDADES

Un balance hídrico es la cuantificación tanto de los parámetros involucrados en el ciclo hidrológico, como de los consumos de agua de los diferentes sectores de usuarios, en un área determinada, cuenca, y la interrelación entre ellos, dando como resultado un diagnóstico de las condiciones reales del recurso hídrico en cuanto a su oferta, disponibilidad y demanda en dicha área. Dado que el Balance Hídrico presenta un diagnóstico de las condiciones reales del recurso hídrico en un área en particular, permite tomar medidas y establecer lineamientos y estrategias para su protección y utilización de una manera integrada, de tal forma que se garantice su disponibilidad tanto en cantidad como en calidad.

En un balance hídrico, superficial o subterráneo, es importante el área o límite de estudio para definir y cuantificar las variables de entrada y de salida, así como la variación de volumen en el sistema considerado.

El balance hidrológico se define como la disponibilidad de agua que se establece para un lugar y un período dados; esto se realiza mediante una comparación entre los aportes y las pérdidas de agua en ese lugar y para ese período. Se tienen también en cuenta la constitución de las zonas de estudio y las extracciones sobre esas reservas.

El balance hidrológico es de gran utilidad para determinar necesidades netas de agua en proyectos, zonas de parques o áreas verdes y también en zonas de cultivos, para la estimación de rendimientos, para la planificación del riego, para la previsión de niveles de ríos y lagunas, etc.

El balance hídrico se establece para un lugar y un período dados, por comparación entre los aportes y las pérdidas de agua en ese lugar y para ese


ANALISIS FISICO QUIMICO DEL AGUA período. Se tienen también en cuenta la constitución de reservas y las extracciones ulteriores sobre esas reservas. Las aportaciones de agua se efectúan gracias a las precipitaciones, transformadas en escorrentía y eventualmente también con los aportes de transvases o derivaciones de otras cuencas. Las pérdidas se deben esencialmente a la combinación de la evaporación y la transpiración de las plantas, lo cual se designa bajo el término evapotranspiración, así como también la infiltración del agua en el suelo.Esquema de Balance Hídrico analizado

2. BALANCE HÍDRICO SUPERFICIAL

2.1 Ecuación General del Balance Hidrológico

Axioma de Lavoisier: “nada se crea ni se destruye, sólo se transforma”. Este axioma en dinámica de fluidos se conoce como la ecuación de la continuidad. La ecuación de continuidad, o de balance hidrológico, es la ley más importante en Hidrología, y aunque su expresión es muy simple, la cuantificación de sus términos es normalmente complicada, principalmente por la falta de medidas directas y por la variación espacial de la evapotranspiración, de las pérdidas profundas (a acuíferos) y de las variaciones del agua almacenada en una cuenca.

Esta ecuación consiste en una cuantificación de las entradas y salidas de agua del sistema. La diferencia entre los ingresos y los egresos dan origen a los desecamientos o a las recargas que se evidencian en las reservas de agua en el suelo (cambio de almacenamiento).

Δ almacenamiento = Σ ingresos –Σ egresos, en el tiempo t

Donde:I = Ingresos

E = Egresos

ti = Tiempo inicial

tf = Tiempo final

ΔS = Cambio de almacenamiento

Δt = Cambio de tiempo

Aspectos básicos a considerar en el balance hídrico superficial

Ingresos (I):


ANALISIS FISICO QUIMICO DEL AGUA Precipitación

Importaciones de agua

Escorrentía superficial desde otras cuencas

Aguas subterráneas desde otras cuencas

Egresos (E)

Evaporación Transpiración Escorrentía superficial hacia otras cuencas

Exportación de agua

Agua subterránea hacia otras cuencas

Infiltración (pasa a escorrentía subsuperficial)

Cambio de almacenamiento (∆S)

Almacenamiento de aguas subterráneas

Almacenamiento por cambio de humedad del suelo

Almacenamiento superficial en embalses canales y en la escorrentía superficial.

El nivel de detalle de las entradas, salidas y almacenamiento depende del problema al que se enfoca el estudio y así también depende de la cantidad de información de la que se dispone o que se puede obtener.

2.2 Parámetros del Balance Hídrico

2.2.1 Precipitación, variación espacial y temporal

La precipitación constituye la principal entrada de agua dentro del Ciclo Hidrológico, y varia tanto espacial como temporalmente en una cuenca. Su medición se realiza a través de instrumentos llamados pluviómetros. La información recolectada debe ser evaluada, para lo cual pueden ser utilizados una serie de métodos, como por ejemplo las Curvas de Doble Masa, que son gráficas de valores acumulados de lluvia en dos estaciones o entre una estación y un grupo de ellas tomado como parámetro de comparación. Posteriormente la variación espacial de la lluvia se analiza a través del trazado de líneas de igual precipitación (isolíneas de precipitación, las cuales son llamadas isoyetas. El trazo de mapas de isoyetas mensuales muestra la


ANALISIS FISICO QUIMICO DEL AGUA variación de la lluvia a nivel temporal. La información de los mapas de isoyetas mensuales y anuales, permite calcular la precipitación media a real de las cuencas, con lo que se inicia el cálculo de los parámetros del Balance Hídrico. Para la formación de precipitación es necesaria la elevación de una masa de agua a la atmósfera y esto se puede lograr mediante varios mecanismos y en función de los mismos se derivan las clases de precipitación:Por convección: es la más común en los trópicos se origina por el levantamiento de masas de aire más ligero y cálido al encontrarse a su alrededor las masas de aire densas y frías.Orográficas: la precipitación debida al levantamiento del aire producido por las barreras montañosas. El efecto de las montañas induce a turbulencias y corrientes de convección, produciéndose un enfriamiento de ésta, condensación y precipitación.

Ciclónica: está asociada al paso de los ciclones y ligada a los planos de contacto entre masas de aire de diferentes temperaturas y contenidos de humedad.

2.2.2 Importaciones superficiales de otra cuenca

Dentro del modelo de Balance Hídrico, se considerará el aporte de las aguas superficiales que son llevadas como trasvase desde otro sitio (cuenca, lago, embalse, etc) hacia la cuenca de análisis.

2.2.3 Retornos de la demanda

El retorno de la demanda constituye el porcentaje de agua que es devuelta al área de análisis (cuenca) debido a que no representa un uso consuntivo por parte de alguno de los sectores de usuarios, tales como la hidroelectricidad, las pérdidas de agua de los sistemas de abastecimiento de agua (tuberías), la devolución que se hace al final de un sistema de riego, entre otros. Estos retornos representan una entrada al modelo del Balance Hídrico.

2.2.4 Evaporación

La mayor pérdida de agua en una cuenca, es generalmente debida a la evapotranspiración, la cual es la combinación de pérdida de agua por evaporación en el suelo y la transpiración de las plantas. Otra pérdida importante de agua en la cuenca es debida a la evaporación en cuerpos de agua y evaporación que se produce en áreas urbanas.

2.2.4.1 Evapotranspiración


ANALISIS FISICO QUIMICO DEL AGUA La evapotranspiración depende de factores que tienen que ver con la superficie y con las condiciones atmosféricas. En el caso de la superficie, es importante tomar en cuenta la cobertura del suelo, la capacidad de almacenamiento de calor, el coeficiente de reflexión y la resistencia de evaporación de la cobertura; y los factores atmosféricos que se deben considerar son la temperatura, la velocidad del viento, la humedad relativa y la radiación solar.

Evapotranspiración Real

El suministro de humedad a la superficie de evaporación es un factor determinante en la evapotranspiración. A medida que el suelo se seca, la tasa de evapotranspiración cae por debajo del nivel que generalmente mantiene en un suelo bien humedecido. Es esta evapotranspiración que depende de la cantidad de humedad existente en el suelo, la que se denomina Evapotranspiración Real.

2.2.4.2 Evaporación de Cuerpos de Agua

Los cuerpos de agua como lagos, lagunas y embalses presentan una gran pérdida de agua por evaporación debido a la radiación solar. Esta pérdida de agua puede ser estimada a partir de información de evaporación en tanques evaporímetros, o a través de fórmulas que estimen la perdida de agua por efectos climáticos.

2.2.4.3 Evaporación en áreas urbanas

Las zonas urbanas presentan una perdida alta de agua por escorrentía superficial, dado que el agua no puede infiltrarse por la permeabilización que ha sufrido el terreno; sin embargo, parte del agua que cae en estas áreas es evapotranspirada por efectos climáticos y de cobertura vegetal en jardines, arriates y terrazas, y por la misma evaporación que se produce sobre el pavimento. Generalmente este parámetro no es considerado en forma separada, dentro de las pérdidas de agua, incluyéndolo dentro del cálculo de la evapotranspiración real.

2.2.5 Escurrimiento superficial

Es el volumen de lluvia que hace su recorrido sin infiltrarse, desde el lugar donde cae hasta la corriente de agua a la que alimenta. La escorrentía comprende el exceso de la precipitación que se almacena después de una lluvia intensa y que se mueve libremente por la superficie del terreno, todo éste flujo contribuye para alimentar y aumentar el caudal que circula por las corrientes principales de agua.


ANALISIS FISICO QUIMICO DEL AGUA La corriente de agua puede ser alimentada tanto por el exceso de precipitación como por las aguas superficiales y subterráneas; al aporte subterráneo se lo conoce como caudal base.

Escorrentía Superficial

Los factores que influyen para el escurrimiento superficial están ligados a tres tipos de origen:

Clima: depende principalmente de la precipitación ya que a mayor intensidad, duración y frecuencia de ésta, el suelo colma con mayor rapidez su capacidad de infiltración y procede a escurrir el agua.Características físicas de la cuenca: se basa en el área de la cuenca, cuanto mayor sea el área, más agua se podrá recolectar; además, la permeabilidad del suelo, ayuda (como ya se mencionó anteriormente) a la infiltración.Intervención humana: se pueden realizar infraestructuras como por ejemplo: embalses que afecten el caudal y velocidad natural de las corrientes de agua.

2.2.6 Demanda Interna y Externa

Las demandas internas se refieren a los consumos de agua por parte de los diferentes sectores de usuarios (consumo humano, agrícola, industrial, comercial, turismo, energético, etc) ubicados dentro de la cuenca. Las demandas externas se refieren a aquellos consumos de agua por parte de sectores de usuarios ubicados en otras cuencas, y que se abastecen del agua de otro sitio.

2.2.7 Cambios de Almacenamiento

Como resultado del balance hídrico se presenta el cambio de almacenamiento el cual representa por una parte el volumen de agua que recarga los acuíferos y por otra parte, en el caso de existir cuerpos de agua como embalses, lagos y lagunas, el cambio en el nivel de los cuerpos de agua.

2.2.8 Deshielo de Glaciares

El deshielo del Glaciar es una importante entrada para el cálculo del Balance hídrico ya que sobre todo en la época de verano, donde la precipitación es escasa y los parámetros de evapotranspiración e infiltración son altos, el caudal del deshielo mantiene el nivel del río.


ANALISIS FISICO QUIMICO DEL AGUA 2.2.9 Infiltración

Es el proceso por el cual el agua llega al suelo desde la superficie, y son varios los factores que intervienen para que esto suceda; entre los que se puede mencionar:

Humedad del Suelo: cuando el suelo está seco, la capacidad de infiltración es mayor hasta que las partículas que forman parte de éste suelo absorben el agua que necesitan; además, las fuerzas gravitacionales también ejercen fuerza sobre el agua que ingresa al suelo.

Permeabilidad del suelo: depende principalmente del tamaño y distribución de los granos del suelo. La permeabilidad puede ser afectada por otros factores como la cobertura vegetal y compactación del suelo.

Temperatura del suelo y condiciones externas: como por ejemplo la compactación del suelo por animales o intervención humana, arado de la tierra, formación de grietas por acción de las raíces de plantas, etc.

Una vez que la lluvia provee la humedad que el suelo necesita, el agua comienza a drenar y puede tomar 2 caminos: el primero es aquel que gracias a la gravedad alcanza la profundidad suficiente para alimentar al acuífero; y el segundo camino es uno paralelo a la superficie del suelo y posteriormente vuelve a salir al aire libre y se convierte en escorrentía superficial.

2.3. BALANCE OFERTA - DEMANDA HÍDRICA

Como resultado del Balance Hidrológico se obtiene cuánta agua está disponible en una corriente al final del ciclo hidrológico; sin embargo, la importancia del estudio del agua está en función de los usos que se le puede dar al recurso con elación a la vida humana, vegetal y animal.El Balance Oferta – Demanda Hídrica determina la cantidad de agua con la que se cuenta en el punto de cierre de la cuenca, tomando en cuenta el ciclo hidrológico (oferta hídrica) y los usos que se le da al agua en la mencionada cuenca (demanda Hídrica).

2.3.1. Oferta Hídrica

Existe una estrecha relación entre el régimen de precipitación, caudal, evapotranspiración y el régimen de almacenamiento. Esto se debe a que la fuente de abastecimiento del sistema son las precipitaciones y este aporte es regulado por el caudal y la evapotranspiración.

Para la estimación de la oferta o disponibilidad del recurso hídrico en el área de estudio, primero se realiza un reconocimiento de la información cartográfica


ANALISIS FISICO QUIMICO DEL AGUA existente (Cartas Nacionales), que sirven de base para formular la red hidrográfica y los mapas. También es necesario recopilar la información hidrometeorológicas de regiones vecinas, si la zona no cuenta con estaciones meteorológicas a lo largo de la cuenca.En el área de estudio el recurso hídrico puede tener dos orígenes: subterráneo y superficial, entendiéndose, como la primera, las aguas provenientes de las filtraciones, manantiales , humedales, lagunas y cualquier otra agua que emane de la superficie del suelo, y como la segunda el agua de los ríos, de las precipitaciones y deshielos.

2.3.1.1 Oferta hídrica en el Perú:

EL Perú es un país rico en agua, pero lamentablemente el 98% del agua que precipita sobre la superficie en forma de lluvia, escurre por la amazonia hacia el océano atlántico, el resto del Perú vive con el 2% del agua producida y que no es de fácil disponibilidad.

Vertiente del pacifico

Los ríos de la vertiente del pacífico se originan por los deshielos de la cordillera de los Andes, así como de las precipitaciones concentradas en un 70% entre los mese de enero o marzo, sobre un territorio accidentado con grandes diferencias de nivel, atravesando la región costera para desembocar en el océano pacifico, este origina que los ríos sean de corto curso, régimen irregular y carácter torrentoso.

Los ríos que aportan mayor volumen de agua anual son: Santa, Chira y tumbes en el norte y los que menos aportan son Atico, Topará y Lacramarca en el Sur.

Vertiente del Atlántico

La vertiente del Atlántico está constituida por el gran colector continental que es el río Amazonas, el cual a su vez está constituido por 04 sistemas: Amazonas, Yurúa, Purús y el de Madre De Dios .Los ríos que aportan mayor volumen de agua anual son: Amazonas, Madre de Dios y Marañon y los que menos aportan son Llaucano, Huancabamba y Chotano.

Vertiente del Lago Titicaca

Los ríos que aportan mayor volumen de agua anual son: Ramis, llave y Coata y los que menos aportan son Maure y Zapatilla.


ANALISIS FISICO QUIMICO DEL AGUA 2.3.2 Demanda Hídrica

Se refiere a la estimación de la cantidad total de agua necesaria para satisfacer los usos que se le den al recurso. Son diversos los usos que se le dan al agua, uno de estos usuarios es la naturaleza misma, la cual necesita de un caudal para -su normal funcionamiento, a esto lo llaman Caudal Ecológico.

Demanda hídrica

Las cuencas, subcuencas y microcuencas que conforman la cuenca en un río, en algunas partes son utilizadas para fines recreacionales, uso estético, agropecuario, ictiológicos, domésticos, industria, generación de energía, extracción de material de arrastre, receptor de vertimientos y eventualmente para riego y uso pecuario.

2.3.2.1 Demanda Hídrica en el Perú

En lo que concierne a la demanda hídrica, se puede señalar que el Perú utiliza 18 972 MMC/año, lo que representa el 0.93% de la disponibilidad total calculada en 2’040 400 MMC/año. El consumo de los diversos sectores es: Agricultura 85.7%, población 6.7%, industrial 6.1%, minero 1% y pecuario 0.4% .El consumo no consuntivo con fines energéticos es de 11,138 MMC.

Vertiente del pacifico

Los ríos de la Vertiente del pacifico descargan 34 600 MMC al año de los cuales 16 501 MMC (48%) se aprovechan, la diferencia: 18 099 MMC (52%) se descarga al Océano Pacifico.

Vertiente del Atlántico

El volumen anual utilizado es de 2 367 MMC/año, lo que representa el 0.11%, de una oferta hídrica de 1’998 700 MMC, la diferencia que es 99.98%sigue su curso hasta Bolivia y Brasil.

Vertiente del Lago Titicaca

En la Vertiente del Lago Titicaca el volumen anual utilizado es de 104 MMC/año, lo que representa el 1.5%, de una oferta hídrica de 7000 MMC, la diferencia 6 896 MMC que es 98.5%sigue su curso hasta el Lago Titicaca.

2.3.3 Determinación de la oferta y la demanda hídrica

A continuación se presentan los cálculos de cada una de las variables de la ecuación, integradas de la siguiente manera: las variables de entrada se


ANALISIS FISICO QUIMICO DEL AGUA identifican como Oferta; posteriormente, las variables de salida como Demanda; la variación de volumen; y finalmente, se presenta el resultado del balance, es decir, la estimación del volumen de escurrimiento hacia aguas abajo.

2.3.3.1 Oferta Potencial

La oferta potencial comprende los volúmenes de agua que entran a una cuenca hidrográfica (entradas) en un intervalo de tiempo específico, y que son accesibles para satisfacer las diversas demandas de agua. Estos volúmenes dependen de la región, de la variación climática (precipitación, temperatura, etc.) de la época del año, de las características geomorfológicas, topográficas, hidrográficas y geológicas, así como de la infraestructura hidráulica existente.

OPx = Cp + Im + Re + Vm + B + Ar

Donde:

OPx: Oferta potencial en la cuenca. Volúmenes de entrada.

Cp: Volumen de escurrimiento por cuenca propia.

Im : Volumen de importación entre cuencas.

Re: Retornos de agua.

Vm: Volumen aportado por manantiales.

B: Extracciones por bombeo

Ar: Volumen de escurrimiento desde aguas arriba

Volumen de escurrimiento por cuenca propia.

El volumen de escurrimiento por cuenca propia Cp es el parámetro que caracteriza al potencial de los recursos hídricos superficiales de una cuenca hidrográfica.

Volumen de lluvia

El volumen de lluvia se obtiene de la siguiente manera:

Vll = P A

Donde: Vll : Volumen de lluvia, en 〖hm〗^3

P: Precipitación media, en m


ANALISIS FISICO QUIMICO DEL AGUA A: Área de la cuenca, en m^2

La precipitación media mensual, se calcula con la información de precipitación registrada en las estaciones climatológicas existentes en la cuenca en estudio

Intercepción Esta variable se debe estimar en las cuencas que tienen un área de bosque mayor al 50% con respecto a su área total.

Evapotranspiración

ETR=P/√(0.9+P^2/L^2)

Donde: ETR: evapotranspiración anual en mm.

P: precipitación anual en mm.

L: un parámetro helio térmico que tiene por expresión.

L= 300 + 25T + 0.05 T3

Siendo T: temperatura media anual en c0.

Infiltración

Esta variable se estima considerando el tipo de suelo y un porcentaje susceptible de infiltrarse.

Volumen de importación entre cuencas

Son volúmenes de agua provenientes de cuencas vecinas.

Retornos de agua

El volumen de retornos de agua, representa la cantidad de agua que una vez utilizada se reincorpora a la red de ríos.

Volumen aportado por manantiales

El volumen aportado por manantiales se convierte en una entrada de agua superficial importante.

Extracciones por bombeo

El volumen de agua de extracción por bombeo y que proviene de la fuente subterránea, también al llegar a la superficie forma parte de la oferta potencial. Este volumen se debe obtener de un censo actualizado de las fuentes de


ANALISIS FISICO QUIMICO DEL AGUA aprovechamiento subterráneo que tenga el correspondiente volumen de agua aprovechado.

Volumen de escurrimiento desde aguas arriba

Esta variable en una cuenca corresponde a los volúmenes excedentes.

2.3.3.2 Demanda Potencial

La demanda potencial comprende a los volúmenes que salen de la cuenca (salidas) y no solo se refiere a los volúmenes destinados para satisfacer las demandas de agua, sino también a las salidas de agua por procesos naturales como la evaporación en cuerpos de agua, o por transferencias entre cuencas. Además, en cuencas en donde la zona urbana es extensa se pierde gran cantidad de agua por los sistemas de distribución de agua potable, y por lo tanto esta pérdida se convierte en un volumen de agua que debe ser considerado. Las variables, expresadas en hm3/mes, que son tomadas en cuenta para estimar la demanda potencial se presentan en la siguiente ecuación:

DPx = Uc + f + Ev + Ex

Donde: DPx: Demanda potencial en la cuenca (Volúmenes de salida)

Uc: Usos de consumo (superficial y subterráneo)

f:Fugas en la red de distribución de agua potable Ev: Evaporación en cuerpos de agua

Ex: Volumen de exportación entre cuencas

Usos de consumo

La estimación exacta de un volumen de consumo clasificado por uso dentro de una cuenca hidrográfica, es un valor difícil de estimar y sobre todo difícil de verificar a través de mediciones. Es por eso, que muchas veces se recurre a la estimación indirecta de los volúmenes, pero para ello se requieren estadísticas que permitan hacer estimaciones de volúmenes de consumo en función por ejemplo, del número de habitantes, de superficies de siembra, del tipo de cultivos, de inventarios de industrias e inventarios ganaderos, etc.

Fugas en la red de distribución de agua potable

Evaporación en cuerpos de agua


ANALISIS FISICO QUIMICO DEL AGUA Los cuerpos de agua como lagos, lagunas y embalses presentan una gran pérdida de agua por evaporación debido a la radiación solar. Esta pérdida de agua puede ser estimada a partir de información de evaporación en tanques evaporímetros, o a través de fórmulas que estimen la perdida de agua por efectos climáticos.

Volumen de exportación entre cuencas

Se refiere las cuencas que transfieren volúmenes agua a cuencas vecinas.

Términos del balance hídrico

BALANCE HIDRICO EN EL PLANETA

La hidrosfera terrestre constituye el sustento de la vida, sin ella, sin agua, no habría vida en este planeta, ni en ningún otro. Además, todos los seres vivos estamos formados por un alto porcentaje de agua.

Nuestro cuerpo es agua en más de un 70%. Pero a pesar de la abundancia de agua en el planeta, no toda es utilizable. La mayor parte, el agua de los océanos, es agua salada, incluye sales minerales formadas por elementos como el sodio, potasio y cloro en diferentes concentraciones. Solamente podemos utilizar directamente las aguas dulces presentes en las zonas continentales o en los polos.


ANALISIS FISICO QUIMICO DEL AGUA Por ello, los seres humanos, debemos ser conscientes de su importancia y hacer un uso racional del agua, no abusando en su consumo y no malgastándola.

También debemos darnos cuenta de que muchas de nuestras actividades, costumbres y hábitos de vida, supuestamente modernos y avanzados, pueden ser gravemente perjudiciales para el agua, contaminándola y haciendo que no se apta para su consumo, afectando a la cadena ecológica y, en definitiva, afectando a todos los seres vivos y a nosotros mismos.

Aproximadamente un 95% del agua se encuentra en los océanos y solamente un 5% en zonas continentales. Pero no toda esta agua es aprovechable.

El agua se puede encontrar en los tres estados físicos de la materia:

Agua Porcentaje Importancia



TIPOS Dulce 3% Es de gran importancia por que es muy escasa aparte de que se consume en grandes cantidades.

Salada 97% Se encuentran en plantas animales cada año además es donde se inicio la tierra

DISTRIBUCIÓN Subterráneas 30.1% De ella dependen los suministros de las ciudades, zonas rurales y más de la tercera parte del riego.

Ríos y lagos 0.4% Se hacen funciones muy importantes tanto la circulación del agua, como el beneficio del hombre.

Hielo 68.7% Tienen una gran importancia como agentes erosivos de primer orden y constituyen una gran reserva de agua dulce para el planeta.

USOS Domestico 18.5% Es muy usada ya se para mantener la higiene, alimentarnos y alimentar plantas.

Industrial 18.6% Se usa principalmente como disolvente, también para las maquinas de



vapor , lavado , y para el enfriamiento .

Agricultura y ganadería

67.9% Es utilizado para alimentar os ganados para que florezcan.

CONSUMO MUNDIAL

Sudamérica 10 % Es una zona que tiene alrededor del 22% del agua mundial, cuenta con reservorios como el acuífero Guaraní.

África 5 % Existen muchos conflictos en África por la escasez de agua. Aunque se descubrió que hay una gran fuente debajo del Sahara.

Norteamérica 35 % Reserva importante, aunque a veces el agua no recibe el tratamiento adecuado.

Oceanía 19 % Las sequias son un problema que afecta a esta zona

Europa 17 % En este continente hay gran consumo de agua, pero su calidad es mejor, pues recibe un mejor tratamiento.


ANALISIS FISICO QUIMICO DEL AGUA BIBLIOGRAFÍA:

-Linsley, R.K Kholer, M.A. Paulhus, J.L Hidrologia.

-Curso de hidrologia, Ing, Arturo Solorzano Gonzales.

-http://www.slideshare.net/uicnmesoamerica/yamileth-astorga-ucr-1855846

-http://es.wikipedia.org/wiki/Balance_h%C3%ADdrico-http://www.geologia.uson.mx/academicos/lvega/ARCHIVOS/ARCHIVOS/BALANCE.htm-http://www.hypergeo.eu/spip.php?article300

CONCLUSIONES


Balance Hidrico

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