BALANCE HIDROLOGICO

a. La Hidrosfera

La hidrosfera engloba la totalidad de las aguas del planeta, incluidos los ocanos, mares, lagos, ros y las aguas subterrneas, y cubre las tres cuartas partes de la tierra.Este elemento juega un papel fundamental al posibilitar la existencia de vida sobre la Tierra, pero su cada vez mayor nivel de alteracin puede convertirel aguade un medio necesario para la vida en un mecanismo de destruccin de la vida animal y vegetal.

b. Origen del agua en la tierra

Cuando la Tierra se fue formando, hace unos 4600 millones de aos, las altas temperaturas hacan que toda el agua estuviera en forma de vapor. Al enfriarse por debajo del punto de ebullicin del agua, gigantescas precipitaciones llenaron de agua las partes ms bajas de la superficie formando los ocanos. Se calcula que unas decenas o cientos de millones de aos despus de su formacin ya existiran los ocanos.

c. La salinidad en las aguas continentales y ocenicas

El agua salada ocupa el 71% de la superficie de la Tierra y se distribuye en los siguientes ocanos:

El ocano Pacfico, el de mayor extensin,representa la tercera parte de la superficie de todo el planeta. Se sita entre el continente americano yAsiayOceana.

El ocano Atlnticoocupa el segundo lugar en extensin. Se sita entreAmricay los continentes europeo y africano.

El ocano ndicoes el de menor extensin. Queda delimitado por Asia al Norte,fricaal Oeste y Oceana al Este.

El ocano Glacial rticose halla situado alrededor delPolo Nortey est cubierto por un inmenso casquete de hielo permanente.

El ocano GlacialAntrtico rodea laAntrtiday se sita al Sur de los ocanos Pacfico, Atlntico e ndico.

Los mrgenes de los ocanos cercanos a las costas, ms o menos aislados por la existencia de islas o por penetrar hacia el interior de los continentes, suelen recibir el nombre de mares.

d. Composicin qumica del agua de mar

Salinidad.- En los mares y ocanos, la cantidad de cloruro de sodio (Nacl) o sal tambin determina los tipos de organismos que se desarrollan. Por ejemplo, el Mar Muerto tiene grandes cantidades de sales con 226 g de sal por litro, y esto no permite que se desarrollen seres vivos fcilmente.

Los iones que dan la salinidad al agua tienen dos orgenes. Los arrastrados por el agua que llega desde los continentes y los que traen los magmas que surgen en las dorsales ocenicas.

En un litro de agua delmartpico suele haber unos 35 g de sales, de los cuales las dos terceras partes, aproximadamente, son cloruro de sodio. Hay lugares en los que la salinidad es distinta (por ejemplo es proporcionalmente alta en el Mediterrneo y baja en el Bltico), pero siempre se mantiene una proporcin similar entre los iones, aunque las cantidades absolutas sean diferentes.

Presin osmtica.- La membrana celular essemipermeable, lo que quiere decir que permite el paso de molculas pequeas, pero no el de molculas grandes o iones. Esto hace que en los seres vivos haya que tener muy en cuenta losprocesosdesmosisque provocan, por ejemplo, que unacluladesnuda que se encuentra en un lquido de menor concentracin que la intracelular va llenndose cada vez ms de agua hasta que explota. Los distintos organismos, segn vivan en aguas dulces o saladas, o en zonas de salinidad variable, han tenido que desarrollar eficaces mecansimos para la solucin de estosproblemasosmticos. La salinidad es, de hecho, una importantebarreraque condiciona ladistribucinecolgica de los organismos acuticos.

Otro problema es que la difusin del oxgeno en el agua es muy lenta. La turbulencia de las aguas, al agitarlas y mezclarlas, acelera elprocesode difusin miles de veces y es por eso fundamental para la vida.

La temperatura influye en la solubilidad. Mientras que los slidos se disuelven mejor a temperaturas ms elevadas, en losgasessucede lo contrario. Las aguas fras disuelven mejor el oxgeno y otros gases que las aguas clidas porque mayor temperatura significa mayor agitacin en las molculas lo que facilita que elgassalga del lquido.

La solubilidad del gas en agua disminuye mucho con la disminucin depresin. En un lago situado a 5500 m de altura, por ejemplo, con una presin atmosfrica, por tanto, de 0,5 atmsferas el oxgeno que se puede disolver es mucho menos que si estuviera a nivel del mar.

e. Ciclo hidrolgico

Ciclo del agua

En la Tierra el agua se encuentra en permanente circulacin, realiza un crculo continuo llamado ciclo del agua.

El agua de los ocanos, lagos y ros y la humedad de las zonas con abundantevegetacinse evapora debido alcalor. Cuando este vapor de agua se eleva comienza a enfriarse y a condensarse en forma de nubes, hasta que finalmente precipita en forma de lluvia, nieve o granizo.

El ciclo se cierra con el retorno del agua de las precipitaciones al mar, la escorrenta, a travs de las corrientes superficiales, los ros, y de los flujossubterrneosdel agua infiltrada en el subsuelo, los acuferos.

Balance hidrolgico

Casi la totalidad del agua se encuentra en los mares y ocanos en forma de agua salada. De las aguas dulces la mayor parte est en forma de hielo y en aguas subterrneas. El agua situada sobre los continentes y la que est en la atmsfera son las cantidades proporcionalmente menores, aunque su importancia biolgica es grande. El agua se encuentra desigualmente distribuida sobre la tierra. Los porcentajes son los siguientes:

Aguas ocenicas: 97,41 por ciento.

Aguas dulces:2,59 por ciento. Del este total, solo un 0,014 por ciento se encuentra disponible para el hombre y los dems seres vivos. El resto se encuentra formando parte de los glaciares, casquetes polares o como aguas subterrneas.

Fuentes de agua

Ros y lagos:su agua requiere de un proceso de purificacin, para el uso del ser humano.

Vertientes:agua que sufre un primer proceso de purificacin en la tierra, por lo tanto es ms fcil limpiarlas. Son aguas claras, frescas, bien aireadas, y ricas en salesminerales.

Norias:agua generalmente contaminada, ya que llegan hasta ella filtraciones de alcantarillas, pozos negros y otros. No es aconsejable beberla sin antes hervirla.

Lluvia:entrega agua bien aireada. Contiene ciertas sustancias presentes en la atmsfera.

Aguas de deshielo: aguas bastante puras y fras, pero a las que les falta aire.

El agua, aunque se encuentra en un movimiento cclicocontinuo, es cuantificable y debido a los requerimientos actuales del hombre, es necesario conocer con exactitud ese movimiento y definirlo, para aprovechar de forma racional los recursos hdricos y que no se modifiquen de forma irreversible, los componentes que intervienen en el ciclo del agua.

El balance hdrico tiene por objeto cuantificar los recursos y volmenes de agua del ciclo hidrolgico de acuerdo con el axioma deLavoisier:"nada se crea ni se destruye, slo se transforma".Este axioma en dinmica de fluidos se conoce como la Ecuacin Continuidad. Tambin permite establecer relaciones entre las distintas variables hidrolgicas.

El establecimiento del balance hdrico en una cuenca o en una regin determinada permite obtener informacin sobre:

El volumen anual de escurrimiento o excedentes.

El perodo en el que se produce el excedente y por tanto la infiltracin o recarga del acufero.

Perodo en el que se produce un dficit de agua o sequa y el clculo de demanda de agua para riego en ese perodo.

El establecimiento de un balance supone la medicin de flujos de agua (caudales) y almacenamientos de la misma (niveles). Se pueden establecer balances de formageneral,incluyendo aguas superficiales y subterrneas yparcialesde slo aguas superficiales, de un acufero, del agua del suelo, etc. En cualquier caso, a la hora de establecer el balance se examinarn las entradas y las salidas al sistema analizado.

La propia idea de balance supone la medida independiente de los trminos que intervienen en la ecuacin de balance. Como toda medida fsica, est sujeta a error, que, en algunos casos es grande debido a diversas circunstancias. Por ello ha de actuarse con gran prudencia a la hora de obtener datos del balance.

Por medio de las precipitaciones atmosfricas (P), llega agua a la superficie de la Tierra. Parte de estas precipitaciones se evapora en contacto con el aire o es absorbida por las plantas y despus transpirada por las mismas, fenmenos que denominaremos de forma general comoevapotranspiracin(E). El agua entonces sigue dos caminos: una parte fluye por la superficie de la corteza terrestre y otra parte se infiltra en el terreno. El agua de infiltracin an puede ser captada por el suelo y las plantas, sufriendo entonces fenmenos deevapotranspiracino puede circular hipodrmicamente junto con las aguas que circulan en superficie, denominndose el conjunto aguas de escurrimiento (R). La parte de agua infiltrada que alcanza una zona ms profunda constituye la verdadera agua de infiltracin (I) que se junta con las aguas subterrneas alimentando el acufero.

La Ecuacin de Continuidad se basa en que la diferencia que se produce entre las entradas y las salidas de agua se traduce en el agua que queda almacenada.

Entradas - Salidas = Variacin del AlmacenamientoAplicando estos conceptos, se expresa la precipitacin como:

P = E + R + I + eSiendoeel error cometido en las estimaciones oerror de cierre, E laevapotranspiracin, R el escurrimiento e I la infiltracin.

Para poder aplicar esta ecuacin hay que tener en cuenta dos condiciones importantes:

Unidad hidrogeolgica: es decir, que todas las aguas que se miden y comparan pertenezcan al mismo acufero.

Perodo de tiempo: el perodo de medicin deber de ser de al menos un ao.

De modo ms concreto podramosreescribirla ecuacin de forma que abarque todas las fuentes y sumideros de la zona en estudio de la siguiente forma:e = P +Qse+Qte- E -Qss-Qts S

Dnde:

e= error de cierreP= aportacin pluviomtricaQse= caudal superficial entranteQte= caudal subterrneo entranteE=evapotranspiracinrealQss= caudal de superficie salienteQts= caudal subterrneo salienteS= variacin del almacenamiento (final - inicial). En condiciones ideales de medida debe ser igual al error de cierre.LaEse calcula mediante el balance hdrico o mediante frmulas empricas (deCoutagne, deTurc, o deMakkink) o directamente medianteevapotranspirmetros. En cada caso, segn el mecanismo de recarga y descarga del acufero en estudio y del intervalo de tiempo seleccionado para plantear el balance, cada uno de los trminos de la ecuacin podr o no aparecer. Por ejemplo, si se trata de un acufero limitado totalmente por fronteras impermeables, los trminosQteyQtsno aparecern, ya que no existe entrada ni salida por flujo subterrneo.

Si se trata de un solo acufero que no tiene descarga porevapotranspiracinni por afloramientos, los trminosQssy Esern suprimidos de la ecuacin. Por otra parte, la ecuacin de balance para un mismo acufero podr variar de un intervalo de tiempo a otro. En todos los casos, es necesario tener una idea ms o menos clara del comportamiento del acufero para plantear su ecuacin de balance.

El rea utilizada para efectuar el balance de agua subterrnea depende de varios factores: por una parte, lo ideal sera efectuar el balance para todo el acufero (valle, planicie) a fin de conocer su potencialidad total; sin embargo, esto no siempre es posible, debido a que la aplicacin del balance requiere del conocimiento del comportamiento del acufero observado en pozos los cuales no siempre se encuentran distribuidos en toda el rea, sino slo en una porcin de la misma. Por consiguiente, en muchas ocasiones el rea de balance tiene que limitarse al rea con datos disponibles.

El rea de balance puede estar limitada por fronteras reales, geomtricas e hidrolgicas, tales como afloramientos o masas de agua (mar, lagos,etc), y por fronteras virtuales, imaginarias.

Para realizar un balance hdrico lo principal es la adquisicin de datos, por lo cual se requiere que sta se haga de la forma ms precisa posible.

Se deben recoger datos de (Figura 1):

Precipitacin (P):Se mide por la altura que alcanzara sobre una superficie plana y horizontal, antes de sufrir prdidas. Para determinarla se usan los pluvimetros y la unidad de precipitacin es el milmetro de altura (1mm).

Evapotranspiracin(ET):Se determina mediante clculos basados en la temperatura y humedad de la atmsfera y del suelo.

Escurrimiento superficial o directo (ED):Se determina por aforos de cursos fluviales.

Escurrimiento subterrneo o base (ES):Se calcula por diferencia, una vez conocidos los dems trminos del balance hdrico, o por clculos y experiencias basados en la porosidad y permeabilidad de diferentes rocas.Figura 1. Trminos del balance hdrico

Para establecer elbalance hdricose necesitan los datos de:

Las precipitaciones medias anuales (con una serie de 5-10 aos) del mximo de estaciones meteorolgicas disponibles.

Laevapotranspiracinpotencial media anual (de la misma serie de aos).

La reserva de agua til (RU) o el agua que puede almacenar el suelo y utilizar las plantas. Depende de:

el tipo de suelo la capacidad de campo (Cc): grado de humedad de una muestra que ha perdido toda su agua gravitacional. el punto demarchitez(Pm): grado de humedad de una muestra tal que la fuerza o succin que ejercen las races sobre el agua ya no les permite sacar ms agua. Esto quiere decir que la fuerza de succin de las races no supera a la fuerza con la que dicho suelo retiene el agua. la profundidad de las races. la densidad aparente del suelo.

Estos datos se pueden obtener experimentalmente o mediante tablas conociendo el tipo de suelo.

Utilidades

El agua es uno de los reactantes en el proceso defotosntesisque realizan los vegetales clorofilados.

Permite producir energa elctrica a partir de la energa hidrulica (energa del agua).Tiene usos medicinales, especficamente en homeopata ymedicinanaturista.Es un excelente solvente y, adems, forma parte de la mayora de los lquidos internos del organismo, como la linfa, lasangre, etctera.

Uso domstico, en la preparacin de losalimentos, riego, lavados, etctera.

Conclusin

Estetrabajose realiz con la finalidad de conocer la importancia de las gesferas de la tierra, lo primordial que es para la vida, animal y vegetal. Es importante mantener un balance entre el agua que ingresa a la superficie al igual que el que sale, por lo que debemos concientizarnos en un uso racional del recurso hdrico, adems de evitar su contaminacin, porque ya nos dimos cuenta que el agua contaminada tampoco desaparece sino que regresa hacia nosotros y para nuestro consumo. As de igual manera observar en lasimgenestomadas de la Tierra desde el espacio, aparece una gran esfera en la que predomina el color azul, debido a que los ocanos cubren la mayor parte de su superficie y que nuestro planeta es el nico conocido en el que hay vida.

ANEXO

Diagrama De Flujo para un Balance Hidrolgico

Ciclo Hidrolgico Global

Datos Para el Clculo del Balance hidrolgico

Bibliografa:

http://www.monografias.com/trabajos80/geosferas-terrestres-balance-hidrologico/geosferas-terrestres-balance-hidrologico2.shtml#ixzz3bkRc2XO0file:///C:/Users/userr/Downloads/BALANCE%20HIDRICO-UNESCO.pdf