Tema 5 La Hidrosfera - Recursos Hidricos

7/27/2019 Tema 5 La Hidrosfera - Recursos Hidricos

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I.E.S. LA JARA-Vva. de Crdoba CIENCIAS DE LA TIERRADTO. BIOLOGA Y GEOLOGA Y DEL MEDIO AMBIENTE

TEMA 5: LA HIDROSFERA. RECURSOS HDRICOS Y GESTIN DEL AGUA Pgina 1 de 22

TEMA 5. LA HIDROSFERA. RECURSOS HDRICOS.

1. CONCEPTO.

La hidrosfera es el subsistema de la Tierra constituido por el conjunto del agua en sus tres

estados fsicos: lquido, que incluye aguas subterrneas, mares, ocanos, lagos y otrasmasas de agua superficial; slido, que origina casquetes polares, glaciares y cuerpos dehielo flotantes en el mar; y gaseoso, que se condensa y forma las nubes.La hidrosfera se origin por la condensacin del vapor de agua presente en la atmsferadurante las primeras etapas de la historia de la Tierra. Es una capa dinmica, con continuosmovimientos y cambios de estado.

El agua desempea en la Tierra importantes funciones como son:

1. Interviene en la regulacin de la temperatura.

2. Participa en la modelacin del relieve (erosin, transporte y sedimentacin).

3. Hace posible la vida ya que es el medio en el que se producen las reaccionesbioqumicas en los seres vivos.

2. DISTRIBUCIN DEL AGUA EN LA HIDROSFERA

Se consideran seis compartimentos osistemas acuticos, cada uno de ellos concaractersticas propias, pero todos ms omenos interrelacionados y que son: ocanos,depsitos de hielo, aguas subterrneas,aguas superficiales, atmsfera y biosfera.

De modo aproximado, se estima que del totalde las aguas de la hidrosfera, el 97% estcontenido en los mares y ocanos. Comosabemos, es un agua salada. Porconsiguiente queda un 3%de agua no marinay que podramos denominaragua dulce.De esta ltima, un 79% est en forma dehielo en los casquetes polares y en menormedida en las altas cumbres y glaciares delatitudes ms bajas que los polos (glaciaresde los Alpes, por ejemplo). El 21% restante,se reparte de la siguiente manera: el 20% esagua subterrnea y el 1% que queda, podradefinirse como agua superficial.Dentro de esta escasa cantidad, proporcionalmente hablando, hay que distinguir entre loslagos (50%), agua edfica o integrante del suelo (38%) y que no debe ser confundida conlas aguas subterrneas, agua atmosfrica en estado de vapor (10%), ros (1%) y biosfera,como integrante de los seres vivos (1%). Como resumen y reflexin, pensemos que casitoda el agua de que disponemos o es salada o est helada y que el agua continental, la quems utilizamos como recurso, no es ms que una mnima parte. Por otro lado, llama laatencin que las aguas subterrneas son mucho ms abundantes que las aguas de

escorrenta superficial (ros y lagos).

Realiza un esquema de llaves de la distribucin de las aguas en porcentajes.


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3. EL CICLO DEL AGUA.

Dadas las caractersticas trmicas del planeta, la importancia de la hidrosfera radicaesencialmente en que tiene la facultad de presentarse en los tres estados de la materia,intercambindose entre ellos, lo que determina la aparicin del ciclo hidrolgico, cicloprcticamente cerrado que enlaza todos los sistemas acuticos de la Tierra, y se mantiene

en funcionamiento gracias al aporte de energa solar y a la fuerza de la gravedad deimportancia capital para la mayora de los procesos biolgicos y geolgicos.El ciclo del agua se puede dividir en dos partes, una externa y otra interna; ambas seproducen a escalas de tiempo diferentes.El ciclo que tiene lugar en el interior de la Tierra es muy poco conocido; bsicamentefunciona de la siguiente manera: el agua sale del manto por vulcanismo en las dorsalesocenicas, una fraccin del agua del mar se incorpora a la corteza ocenica y vuelve aintroducirse en las zonas de subduccin, parte es expulsada de nuevo por el vulcanismoasociado a la subduccin y parte es reinyectada al manto. La cantidad de agua reintroducidaen el manto compensa a la que sale por las dorsales.

El ciclo hidrolgico externo es posible debido a unos procesos que hacen pasar el aguade unos compartimentos de la hidrosfera a otros, en algunos casos con cambio de estadoincluido. Esos procesos son: Evaporacin. Paso del agua lquida al estado de vapor como consecuencia de la energarecibida por insolacin. Esto ocurre principalmente en los ocanos, debido a su gran

superficie, pero tambin en lagos, ros y aguas continentales en general. Evapotranspiracin (Evaporacin + transpiracin). Es la liberacin de vapor de agua a laatmsfera por la accin de los seres vivos continentales, especialmente la vegetacin. Precipitacin. Es la cada de agua en forma lquida o slida sobre la superficie terrestre apartir del vapor de agua atmosfrico. La forma ms comn de precipitacin es la lluvia, perotambin puede producirse en forma de nieve, granizo, roco o escarcha. Infiltracin. El agua que cae sobre la superficie continental penetra a travs del suelo,ms o menos profundamente, pudindose incorporar a las aguas subterrneas. Escorrenta superficial. Es el proceso por el cual el agua discurre por la superficiecontinental, a favor de la pendiente, hacia el mar, ya sea en forma encauzada (torrentes yros) como sin encauzar (aguas salvajes). Se produce cuando el suelo ya no tiene capacidad

de infiltrar toda el agua que ha recibido por precipitacin. Escorrenta subterrnea. Se refiere al movimiento horizontal del agua subterrnea,generalmente a escasa velocidad, cuando las condiciones son ideales.


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Los movimientos y cambios de estado del agua en la hidrosfera constituyen un circuitoprcticamente cerrado, llamado ciclo hidrolgico, que se mantiene en funcionamientogracias a dos motores: el aporte de energa solar y la fuerza de la gravedad. El Solproporciona la energa para elevar el agua del suelo al evaporarla, y la gravedad hace que elagua condensada precipite y que, una vez en la superficie, viaje hacia zonastopogrficamente ms bajas.

Debido al elevado calor especfico del agua es necesario un gran aporte de energa paraelevar su temperatura. Por otra parte, le cuesta perder la energa enfrindose muylentamente. Por lo tanto, las nubes en la atmsfera (calor latente) y los ocanos, almacenany transportan en sus respectivas circulaciones gran cantidad de energa, repartindola portodo el mundo. Por otro lado, la gran inercia trmica del agua convierte a la hidrosfera en unexcelente mecanismo termosttico o termorregulador.

Se entiende por tiempo de residencia eltiempo estadstico que una molcula deagua permanece en cada compartimentode la hidrosfera.En los casquetes polares este tiempo esaproximadamente el mismo que en unacuenca ocenica, unos 36.000 aos; enlagos, de 50 a 100 aos; en ros y en laatmsfera unos das, en aguassubterrneas someras, de100 a 200 aosy en aguas subterrneas profundas de10.000 aos a millones de aos. El aguasubterrnea profunda puede tener tiemposde residencia de millones de aos; por eso se la llama agua fsil ya que se han originado

en el pasado geolgico, con un clima ms hmedo. Esta circunstancia hace que su eventualexplotacin deba hacerse con precaucin, puesto que se trata de acuferos, generalmente,no recargables.


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4. BALANCE HDRICO GENERAL

En el ciclo hidrolgico se cumple:

siendo

El balance es

En el ocano el agua que se evapora (E) en el mar es mayor que la que precipita en l (P),

En el continente las aguas precipitadas son mayores que las evaporadas. As queda:

Balance en el ocano: P (385) - E (425) = - 40 000 km3/ ao (agua que precipita en loscontinentes).

Balance en el continente: P (110) - ET (70) = + 40 000 km3/ao (aguas que por escorrenta

superficial y subterrnea drenan hasta el mar).

La cantidad de agua evaporada en mares y ocanos es muy superior que a la de los

continentes y las precipitaciones sobre el ocano no devuelven todo el agua evaporada en

ellos. Esto podra provocar un balance hdrico negativo en las aguas ocenicas. Esto no es

as, pues el agua que cae en los continentes es devuelta al mar.

En los ocanos se produce un dficit de agua que es compensado por el supervit delos continentes que llega aquellos a travs de la escorrenta.

PRECIPITACIN = ESCORRENTA + EVAPOTRANSPIRACIN

ESCORRENTA = Escorrenta Superficial + Escorrenta Subterrnea (Infiltracin)

BALANCE = PRECIPITACIN(ESCORRENTA + EVAPOTRANSPIRACIN)


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5. FUNCIN DEL CICLO DEL AGUA Y LA INTERVENCIN ANTRPICA SOBRE L

El ciclo hidrolgico es muy importante porque:

o Regula la temperatura en la Tierra.

o Transporta materia y energa.

o Es responsable de la mayor parte de la erosin, transporte y sedimentacin.

o Descarga agua sobre los continentes.

El hombre intenta mediante diferentes actuaciones (embalses, canalizaciones, trasvases,etc.) impedir que el agua que circula por los continentes llegue al mar para aprovecharse deeste recurso.

El ciclo geolgico puede sermodificado por la accin del hombre:

Al eliminar la vegetacin (disminuye la evapotranspiracin y la infiltracin). Destruye los suelos (modifica los procesos de escorrenta e infiltracin y la

evapotranspiracin).

Recubre con cemento los cauces de los ros (impide la infiltracin).

Construye embalses (modifica la escorrenta).

Y modifica el clima (altera todos los procesos del ciclo del agua).

Para aprovechar mejor los recursos hdricos, debemos evitar las acciones antrpicas queentorpecen la infiltracin, como:

a) la deforestacin masiva, ya que:

Disminuira la evapotranspiracin, y al haber menos aporte de vapor de agua a laatmsfera disminuiran las precipitaciones. Aumentar la escorrenta superficial y disminuir la infiltracin, ya que aumentar lavelocidad del agua por desaparicin de los obstculos que supone la vegetacin ydisminuira la retencin de agua en las estructuras vegetales y posterior emisin, poco apoco de sta.

b) La desaparicin de la vegetacin, adems, provocara el aumento de los niveles de CO2,

que provocara un incremento del efecto invernadero, calentamiento global y cambiosclimticos, con la consiguiente alteracin del ciclo del agua como consecuencia delincremento de la superficie marina que provocar una mayor evaporacin en los ocanos, loque incrementar el rgimen de lluvias en grandes reas del mundo y sequas en otraszonas.

6. LAS AGUAS SUPERFICIALES.

Como hemos visto, el agua dulce apenas representa el 2,5 % de la hidrosfera de nuestroplaneta, y procede de las precipitaciones, que pueden seguir dos caminos: la escorrentasuperficial y la subterrnea. Estos compartimentos, aunque estn interrelacionados tienen

comportamientos distintos entre s.El que siga por uno u otro camino depende:


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Del tipo de precipitaciones (mucha cantidad de agua cada en muy poco tiempo seinfiltra peor que la misma cantidad de agua distribuida a lo largo de un perodomayor).

Del tipo de suelo (un suelo ms arenoso permite mayor circulacin del agua que unoarcilloso).

De la vegetacin (a ms vegetacin, ms infiltracin y menos escorrenta). De la pendiente del terreno (a ms pendiente, menos infiltracin y ms escorrenta).

6.1. Aprovechamiento de las aguas superficiales

La construccin de grandes obras, al requerir un coste econmico y/o medioambiental muyelevado, slo debe abordarse cuando tenga una clara justificacin social y siempre que lasmedidas encaminadas a una mayor eficiencia en el uso del agua, resulten insuficientes:

a) Embalses. La construccin de presas y embalses tiene como finalidad regular las aguasde los ros y controlar sus crecidas; el abastecimiento de agua a poblaciones, industria yagricultura; generar electricidad, y, por ltimo, su utilizacin para el ocio y tiempo libre.

b) Trasvases y canales. Ambos son conducciones de agua. Los canales se utilizan parallevar agua desde el punto de extraccin o almacenamiento hasta el lugar de su uso. Lostrasvases se utilizan para transportar el agua desde una cuenca hidrogrfica excedentaria aotra deficitaria.

c) Desalacin del agua del mar (o salobre): Su finalidad es obtener agua potable a partirdel agua del mar o de aguas continentales, separando las sales que sta lleva disueltas.Existen varios procedimientos:

Procedimientos trmicos como la

destilacin. El agua que se obtiene es pura yes necesario aadirle ciertas sales parahacerla potable.

Procedimientos de filtracin mediantemembranas, por ejemplo el procedimiento desmosis inversa, que es un mecanismo queconsume grandes cantidades de energa paraconseguir grandes presiones que posibilitenque el agua pase a travs de membranas

semipermeables contra gradiente deconcentracin salina, invirtiendo el procesode smosis natural, para obtener aguadesalada.

Electrodilisis o separacin inica, que serealiza empleando membranas sucesivas yseparadas por milmetros. Requiere elconcurso de campos elctricos que provocanla migracin de iones.


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Los embalses y p resas

Una presa es una estructura (bsicamente un muro) que tiene por objeto contener el aguaen un cauce fluvial.La presa retiene el agua para luego poder utilizarla, y ello requiere unos sistemas de

desage regulables a voluntad, que se denominan tomas, para controlar esta utilizacin.Pero, junto con este objetivo de explotacin, la presa debe estar preparada para evacuar elagua sobrante de las avenidas. Los dispositivos destinados a la evacuacin de caudalessobrantes se llaman aliviaderos.

Ventajas: Regulan el caudal de los ros y controlan sus crecidas; reteniendo el agua cuando

hay excedentes y soltndola cuando hay sequa.

Aseguran el abastecimiento de agua a poblaciones, industria y agricultura.

Se usan para la produccin de electricidad, sin emitir gases contaminantes.

Y se utilizan para el ocio y tiempo libre (pesca, actividades nuticas, etc.)

Inconvenientes: Suponen la anegacin de importantes extensiones de terreno frtiles y de gran

valor ecolgico (a veces se han anegado pueblos y zonas de cra de aves).

Eliminan los bosques de ribera. Transforman el sistema fluvial en lacustre (laguna) lo que afecta de manera

especial a las especies pisccolas (p. ej.: impiden la remonta del ro de salmones).

Posibilitan la acumulacin de materia orgnica de residuos vertidos aguas arriba,

que pueden afectar a la calidad del agua embalsada y aumentan los nutrientes

como el nitrgeno y el fsforo lo que provoca la eutrofizacin de las aguas. Aumentan la sedimentacin aguas arriba del embalse. Aumentan la erosin aguas abajo del embalse y modifican la sedimentacin

fluvial en la desembocadura. Los sedimentos no llegan a las playas y estasdesaparecen, las costas sedimentarias se transforman en erosivas. Los deltas

desaparecen.

Los sedimentos retenidos en los embalses llevan tarde o temprano a su

colmatacin. Modifican el nivel fretico de la zona. Se impide la recarga de los acuferos

aguas abajo del embalse.

Alto coste de construccin.

Los c anales y las canalizaciones

Las conducciones de agua desde su lugar de almacenamiento hasta el lugar de su uso sontan antiguas como las presas. En Espaa, los romanos nos dejaron grandes obras, como losacueductos de Segovia y Mrida.

Los canales son conducciones construidas a cielo abierto, con seccin rectangular, circular,trapezoidal o parablica. Otros mecanismos de conduccin incluyen tuberas ocanalizaciones subterrneas, y sistemas de sifones o vasos comunicantes para salvardesniveles.


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Actualmente, nuestra red de canales y conducciones destinadas al abastecimiento de aguasupera los 5.000 km de longitud (cifra que se duplica si tenemos en cuenta los canales parariego).Las canalizaciones de los ros son construcciones cuya finalidad es evitar los daosdurante las crecidas de los ros o mejorar sus condiciones de navegabilidad. Pero tambintienen inconvenientes:

La destruccin de valiosos ecosistemas, como los bosques de ribera o galera. Alteracin drstica del hbitat de los peces y otra fauna fluvial que se aloja en el

cauce natural del ro.

Adems, el agua confinada por canalizaciones o diques fluye ms deprisa y con msviolencia, aumentando su fuerza erosiva e intensificando los efectos devastadores delas inundaciones cuando se producen.

Los trasvases

Consisten en exportar agua desde una cuenca hidrogrfica con excedentes a otra con dficitpor medio de un sistema de canales cuyo impacto en el medio natural y en el paisaje es muyelevado.

Las ventajas que podemos mencionar son:

Ayudan al reparto solidario del agua, evitando que se convierta en un factor limitantedel desarrollo econmico y social y de la calidad de vida en zonas deficitarias.

Ayudan, tambin a proteger ecosistemas fluviales y lacustres y humedales afectadospor la escasez.

Pero tienen muchos inconvenientes:

Suponen alterar de manera irreversible el caudal del ro donante. El concepto deagua excedentaria es virtual ya que, si se tienen en cuenta las necesidadesecolgicas del ro, es difcil que ese concepto se materialice en la realidad.

La construccin de un sistema de canales ocasiona gran impacto ambiental(movilizacin de grandes cantidades de tierra, barrera para los animales,modificacin de los cauces fluviales).

Conflictos entre cuencas donantes y receptoras (las receptoras piden ms agua, lasdonantes piden que se respeten los acuerdos).

Pueden aumentar las diferencias entre las comunidades, pues las zonas de secano(renta ms baja) aportaran el agua a las zonas de regado (renta ms alta).

Alto coste econmico de las infraestructuras.Algunos trasvases importantes en nuestro territorio son el Tajo-Segura, de gran magnitud ycosto; el Ebro-Besaya, que abastece a Torrelavega; el Canal de Castilla, en la cuenca delDuero, de 207 km de largo; o el Canal de Isabel II, realizado para abastecer de agua aMadrid.El Plan Hidrolgico Nacional (P.H.N.) aprobado por el gobierno de Jos M Aznar, semodific posteriormente por el gobierno de Jos Luis Rodrguez Zapatero en el punto mspolmico, el trasvase del Ebro, eliminando el trasvase desde el Ebro a la zona de Levantesustituyndolo por la desalinizacin, adems de potenciar la reutilizacin de agua, su ahorro

y la mejora de su gestin.


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Caractersticas de las aguas estancadas: lagos y embalsesLos lagos son acumulaciones de agua en depresiones continentales, geolgicamente decarcter transitorio, ya sea porque el agua acumulada se evapora, porque se abren portillaspor donde desagua el lago o porque la depresin se colmata de sedimentos. En los lagosendorreicos, al no existir una zona de desage, el agua de escorrenta se infiltra por el fondoo se evapora, lo que provoca un aumento de la salinidad.El origen de la depresin puede ser tectnico, por erosin glaciar, por hundimiento, pordisolucin krstica o por un crter volcnico. Las aguas de los lagos proceden de ros, de laescorrenta superficial, del deshielo o de acuferos subterrneos.En los lagos de mayor tamao, el agua tiene un comportamiento similar al de los ocanos,producindose en ellos corrientes, mareas y olas. Tambin en los lagos profundos, de laslatitudes medias, durante la poca clida, se produce unavariacin de temperatura desde la superficie hasta el fondo,que se traduce en una variacin de la densidad del agua. Laconsecuencia es una estratificacin de las masas de agua,similar a la que existe en los ocanos, establecindose tres

zonas: Epilimnion: capa superior ms clida y, por ello, de

menor densidad.

Termoclina: zona intermedia, que separa las dosanteriores, donde la disminucin de la temperaturacon la profundidad es mxima (superior a 1C/m).

Hipolimnion: capa del fondo, fra y ms densa.

La estratificacin impide la mezcla vertical con lo que, cuando se establece, influye en losciclos fsicos y biolgicos de las masas de agua dulce. Por ejemplo, disminuye el aporte deoxgeno al fondo (all es consumido por la descomposicin aerobia de la materia orgnica

muerta), donde se pueden alcanzar incluso condiciones de anoxia, y disminuye la cantidadde nutrientes en zonas superficiales, que son consumidos por el fitoplancton y no puedenser repuestos.

Esta dinmica de los lagos tiene un ritmo estacional:

En verano el agua est estratificada, se observa el epilimnion,que se calienta y pierde nutrientes, mientras que el hipolimnion,ms denso y fro (4 C), se empobrece en oxgeno y se enriqueceen nutrientes por la descomposicin de los organismos muertosen primavera. Ambas capas estn separadas por la termoclina.

Otoo: el epilimnion se enfra hasta llegar a los 4 C,alcanzando la misma densidad que el hipolimnion, con el que semezcla al hundirse y provocar la desaparicin de la termoclina.

Invierno. Se vuelven a estratificar las aguas, el agua ms fraocupa la parte superior que, por la termoclina, se separa de lazona profunda donde se sita el agua ms densa, que mantieneuna temperatura de 4 C y en la que se descompone la materiaorgnica procedente de los organismos muertos, razn por lacual aumentan los nutrientes.

Primavera: se repite el proceso de mezcla, la temperatura del

agua superficial aumenta hasta los 4 C y vuelve a alcanzar lamisma densidad que el agua profunda, por lo que ambas capasse mezclan de nuevo y desaparece la termoclina.


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6.2. Recursos energticos

Energa hidroelctrica

Es la obtenida al transformar la energa potencial del agua situada a una cierta altura, en

montaas o acumulada en embalses, en la energa cintica obtenida al poner en movimientoestas masas de agua. En el caso de los embalses, al abrir las compuertas se libera estaenerga, impulsando unas turbinas situadas en el conducto de evacuacin del agua, lascuales estn conectadas a un generador, que transformar la energa cintica en energaelctrica.

Las ventajas son las siguientes:

Es una energa renovable. No emite ningn tipo de contaminacin durante su funcionamiento.

Su bajo coste y mnimo mantenimiento.

Es autctona.

La energa que se produce puede regularse, en el sentido de que si hay demanda seutiliza, y si no la hay puede almacenarse perfectamente para otro momento.

Permite el aprovechamiento del agua para otros usos: abastecimiento de ciudades, riego,ocio (pesca, alquiler de canoas, etc.)

Favorece la regulacin del cauce de los ros, impidiendo que se produzcan inundacionesen el curso medio y bajo del ro.


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Como inconvenientes podemos destacar:

La construccin obligatoria de una infraestructura necesaria (presa), que provoca unimpacto paisajstico sumamente grave.

Cambio en la composicin qumica del agua embalsada, variaciones en el microclimadel entorno y la eutrofizacin de sus aguas, con la consiguiente reduccin de ladiversidad biolgica.

Dificultad de la emigracin de los peces, de la navegacin fluvial y del transporte denutrientes aguas abajo.

Modifican la dinmica fluvial aguas debajo de la presa, incrementndose la erosin.

Eliminan los aportes a los deltas, al quedar los sedimentos retenidos en los vasos de laspresas.

Destruyen los ecosistemas terrestres que quedan anegados por el agua, inundapueblos, zonas rurales dedicadas a la agricultura y la ganadera, cuya poblacin debeemigrar, generando un desarraigo importante.

Adems, genera riesgos inducidos porcatstrofes debidas a la posible rotura de la presa.

Debido al impacto producido por las grandes presas, comienzan a aparecer nuevos diseosde pequeas centrales hidroelctricas (minicentrales), muy indicados para pases endesarrollo, que permiten atender ms adecuadamente la demanda.

Energa mareomotriz.

La energa mareomotriz es la que resulta de aprovechar la diferente altura que alcanza elagua en las mareas.Las mareas son interacciones del sistema Tierra-Luna-Sol que producen variaciones en

el nivel del mar. El cambio de nivel de los ocanos hace que el agua entre y salga de losestuarios y bahas originando un flujo de agua bidireccional.Esos flujos peridicos de agua se han utilizado para producir energa elctrica mediante losdenominados molinos de mareas; en zonas, en donde el desnivel del agua entre lapleamar y la bajamar supera los 10 metros. En este caso es necesario construir un diqueque cierre la baha o el estuario adecuado, y hacer que el agua del mar circule de dentro afuera, y viceversa, a travs de unas turbinas, que pueden ser reversibles para aprovechar elflujo en ambos sentidos.De momento es un sistema bastante inusual de produccin de energa, exceptuando puntosconcretos del litoral donde se puede aplicar.


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7. LAS AGUAS SUBTERRNEAS: CIRCULACIN Y TIPOS DE ACUFEROS.

Del agua de lluvia que llega a los continentes, una pequea parte queda atrapada por lavegetacin, por el proceso llamado interceptacin, o empapa las partculas minerales de lacapa superficial de los suelos. Otra parte mucho mayor se infiltra en el terreno y ocupa losporos y las fisuras de las rocas. Va descendiendo por gravedad hasta llegar a una capaimpermeable, como la arcilla o el granito.

La filtracin est condicionada por la porosidad y la permeabilidad de la roca.

Porosidad es la relacin entre los espacios vacos y el volumen total de la roca.As, una porosidad del 10 % nos indica que de cada 100 cc. de roca, 10 cc. estn huecos.

Permeabilidad es la capacidad de permitir que el agua circule, lo cual suceder si losporos o espacios vacos de la roca se comunican entre s. Una roca puede tener mucha

porosidad pero, si los pros se encuentran aislados unos de otros, el agua no puede circularpor ellos y la roca se comporta como si fuese impermeable.

La zona subterrnea, que tienetodos sus poros llenos de agua,se denomina zona desaturacin, y el agua que laocupa se conoce como aguasubterrnea o fretica.Las rocas porosas y permeablesdonde se ubica se llaman

acuferos, y constituyenreservorios de agua subterrnea.Sobre la zona de saturacin sehalla la zona de aireacin, queconserva algunos poros llenos deaire. La lnea superior de la zonade saturacin es el nivelfretico. Un pozo excavadohasta ms abajo del nivel freticotendr agua, pero otro menosprofundo estar seco.

El nivel fretico no es constante: despus de un perodo de lluvias ascender, bajando enpocas de sequa. De la misma forma, su superficie no es horizontal, sino que vara a lolargo de su extensin, dependiendo de la topografa: los lugares elevados, como colinas odivisorias de aguas, suelen tener un nivel fretico alto, mientras que en los valles odepresiones ser ms bajo. Tal configuracin respecto a la topografa se explica porque elagua subterrnea se desplaza muy lentamente (del orden de 1 m al ao, tpicamente), y lasdiferencias que se crean en la altura del nivel fretico se mantienen entre reas elevadas ybajas.En algunos lugares, el nivel fretico es tan poco profundo que est cortado por la superficieterrestre, y el agua subterrnea emerge al exterior formando manantiales, pantanos omarismas.


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El nivel piezomtrico es aquel en el que la presin del agua coincide con la atmosfrica.Este nivel corresponde a la altura mxima del acufero.

En funcin de la litologa y del relieve de una zona, podemos diferenciar varios tipos deacuferos: Los acuferos libres tienen su nivel fretico sometido solamente a la presin atmosfrica ypueden recargar agua por cualquier parte. Los acuferos cautivos se encuentran encerrados entre dos capas impermeables y susaguas estn a mayor presin que la atmosfrica. Por tanto, solo pueden recibir agua en lasreas de recarga, que son zonas en que la capa permeable aflora a la superficie. Si serompe el confinamiento, perforando un pozo, el agua subir por encima del terreno (pozossurgentes y artesianos). Por ltimo, los acuferos colgados son aquellos que estn desconectados del nivelfretico regional.La cantidad de agua contenida en acuferos es muy grande y se renueva muy lentamente.Algunos acumularon sus aguas hace milenios, en climas ms hmedos, se localizan a granprofundidad; tienen recarga casi nula, y se consideran un recurso no renovable a escala detiempo humano; son los "acuferos fsiles".


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7.1. La captacin de las aguas subterrneas (Pozos).

El agua subterrnea constituye una riqueza considerable, especialmente para la agricultura,que ha de ser utilizada en forma racional para que no se agote.

Puede surgir de forma natural cuando el nivel fretico alcance la superficie del terreno o aconsecuencia de procesos tectnicos, p. ej. cuando una falla alcanza un manto freticocautivo.

Artificialmente se pueden realizar captaciones mediante galeras, con ligera pendiente haciael exterior, que penetren hasta cortar el nivel fretico obtenindose as fuentes omanantiales. Sin embargo el mtodo ms corrientemente empleado para extraer el aguasubterrnea, es la perforacin de pozos verticales que alcancen el nivel hidrosttico local,por los que se extrae el agua mediante bombas mecnicas.

Cuando se extrae agua de un pozo, se origina una depresin del nivel hidrosttico local, queadopta la forma de embudo y que se llama cono de depresin.

Se llama radio de influencia de un pozo a la distancia mxima a la que se acusan losefectos de la depresin originada en otro pozo testigo, es decir, al radio en la base delcono de depresin. Al aumentar la depresin se va extendiendo el radio de influencia delpozo hasta quedar fijo, cuando el bombeo se realiza a nivel constante.

Un caso especial lo constituyen los pozos artesianos: cuando un manto cautivo esperforado, el agua sale a presin por si sola hasta alcanzar el nivel piezomtrico.

Los acuferos se recargan de forma natural por la precipitacin atmosfrica, o cuando estnconectados con otros sistemas, ya sean fluviales o lacustres, mediante el rgimen hdrico deestos. En casos extremos se puede recurrir al rellenado de los acuferos de forma artificial.

Especial atencin debe emplearse cuando se usan acuferos fsiles que se sitan agrandes profundidades, cuyas aguas datan de miles de aos y cuya recarga no va serposible mediante mecanismos naturales o artificiales.


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8. USOS Y CONSUMO DE AGUA

Los usos del agua pueden ser:

Segn un criterio de reutilizacin:

Usos consuntivos. Implican consumo, conreduccin de la cantidad o de la calidad deagua, por lo que, una vez empleada, nopuede ser utilizada de nuevo.

Usos no consuntivos. No implican consumo;el agua puede ser utilizada de nuevo.

Segn un criterio de calidad:

Usos primarios. Los que necesitan de manera imprescindible agua dulce. Usos secundarios. Los que no necesitan que el agua sea dulce.

Usos consuntivos:

El consumo mundial de agua crece de maneraapreciable, no slo como consecuencia delincremento de la poblacin, con el consiguienteaumento del consumo domstico bsico y en la

produccin de alimentos, sino tambin por elIncremento del consumo por habitante,especialmente en los pases desarrollados. Estohace que haya grandes diferencias en el consumo deagua per cpita de unas regiones y pases a otros.

Usos agrcolas. Representa el mayor consumo porcentual tanto en nuestro pas (82 %)como en el resto del mundo (65 %). Las demandas de agua para este uso varan deunas zonas a otras del planeta en funcin de varios factores: clima, tipos de suelos, tiposde cultivos, grado de mecanizacin agrcola y sistemas de riego.

El factor riego es la prctica el que supone mayor consumo, por:

o El mal estado de las canalizacioneso Sistemas tradicionales basados en la inundacino Incremento de las superficies de regado, debido a la diferente rentabilidad que

proporcionan sus productos respecto a los de secano. Dos tercios de la superficiede regado del mundo son posteriores a 1950, con el consiguiente incremento delconsumo de agua.

Usos domsticos/urbanos. Comprenden las necesidades de agua de los hogares,comercio y servicios pblicos (limpieza de calles, riego de parques y jardines, y otrosusos municipales).


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En nuestro pas, los usos domsticos y urbanos representan el 12 % del consumo totalde agua, lo que supone unos 171 I/hab./da, aunque hay grandes diferencias entre lasdistintas comunidades.El agua utilizada procede principalmente de embalses, con tratamiento previo a suconsumo, y de aguas subterrneas, es decir, de calidad alta, que debe cumplir unosrequisitos qumicos y bacteriolgicos mnimos, fijados por la correspondientenormativa legal.

Usos industriales. El agua se utiliza en multitud de procesos industriales en una granvariedad de usos: como materia prima (industrias qumicas y alimentarias), comorefrigerante (centrales trmicas y nucleares, metalurgia), como agente de limpieza, comodepsito de vertidos (minera), como vehculo de transporte, etc.

Usos no consuntivos:

Suponen una demanda de agua pero no su consumo. Adems, no requieren que el aguasea extrada de su medio natural, como en el caso de los usos consuntivos.

Usos energticos. El agua se utiliza fundamentalmente para la produccin de energaelctrica.

Usos recreativos. Comprenden la utilizacin de embalses, ros, lagos y mares para ocioy actividades deportivas.

Navegacin. Para transporte de personas y mercancas; en el caso de las aguascontinentales, este uso est restringido a los grandes lagos y a los cursos fluviales conunas caractersticas determinadas de sus cauces, caudales, etc. En Espaa, en laactualidad, slo es navegable el ltimo tramo del ro Guadalquivir, desde Sevilla hastasu desembocadura.

Usos ambientales o ecolgicos. Se refieren a la cantidad mnima de agua que deben

tener los ecosistemas acuticos: ros, lagos, humedales, etc., para mantener el equilibrioecolgico, la flora y la fauna, el paisaje, asegurar la recarga de los acuferos, etc. Porley, hay que preservar un mnimo del 10 % del agua para el mantenimiento de estosecosistemas.

9. LA GESTIN DEL AGUA

GESTIONAR EL AGUA es administrar este recurso para asegurar su distribucinhacindola llegar a toda la poblacin en condiciones adecuadas y estableciendo medidas

para un uso racional de la misma.

Para ello:

Hay que almacenarla y controlar su ciclo, para suministrarla a los lugares a los

que es necesaria.

Hay que controlar las demandas (para que no se dispare en unos sectores en

detrimento de otros).

Establecer medidas de ahorro, reciclaje y utilizacin eficiente.

Y controlar la contaminacin de la misma.

Hay que hacer un uso sostenible del agua. La sostenibilidad es el equilibrio entre la

obtencin de un recurso para su aprovechamiento y la tasa de renovacin de dichorecurso. Cuando se realiza un uso no sostenible del recurso se produce un desequilibrioque provoca la prdida de calidad o la desaparicin del mismo.


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a) MEDIDAS DE CARCTER GENERAL.

EN LAS CIUDADES, es importante llevar a cabo: Revisiones peridicas de tuberas para evitar prdidas y filtraciones. Empleo de instalaciones de bajo consumo, como electrodomsticos, cisternas, grifos

con temporizador. Utilizar los electrodomsticos a plena carga.

Adopcin de precios de agua acordes con su coste:o Un precio demasiado bajo favorece el derroche del agua.

o La aplicacin de tarifas que primen el ahorro y penalicen el derroche. Un

ejemplo de esta medida es la tarificacin por bloques, que consiste en

poner un precio ms barato a los primeros metros cbicos consumidos.

Sustituir del csped y similares, grandes consumidores de agua, por especiesautctonas.

Planificacin urbana limitando asentamientos urbanos y servicios derrochadores deaguas (piscinas, campos de golf,..)

Reutilizacin de las aguas residuales domsticas, previa depuracin, en la agriculturao en el riego de parques y jardines.

Educacin para el ahorro en el ciudadano (cerrar el grifo cuando no se use, ducharseen lugar de baarse, arreglar los grifos que goteen, no utilizar el inodoro como

papelera)

MEDIDAS EN LA AGRICULTURA:Es el sector productivo que ms agua derrocha. Para reducir el consumo en el sector

agrcola hay que observar una serie de medidas:

Cambios en el sistema de riego: El riego tradicional por inundacin, a manta, porsurcos y el riego por aspersin no son apropiados para zonas secas y ridas. Los tres

primeros pierde gran parte del agua por infiltracin; el cuarto por evaporacin. El riegopor goteo suministra a cada planta solo el agua que necesita y es indicado para zonasridas con dficit de agua. Su inconveniente es que su implantacin es costosa.

Evitar el uso intensivo de fertilizantes y pesticidas que contaminan e inutiliza lasaguas subterrneas; igual ocurre con los residuos orgnicos de la ganadera intensiva.

Fomentar la agricultura ecolgica de secano disminuye el uso de sustanciascontaminantes y las necesidades de agua.

Sembrar cultivos adaptados a las caractersticas del suelo, clima y disponibilidadde agua. Por ejemplo, el cultivo de maz en La Mancha ha ocasionado un desmesuradoconsumo de agua, la sobreexplotacin de los acuferos y la desecacin del Parque

Nacional de las Tablas de Daimiel.

EN LA INDUSTRIA.Las zonas industriales consumen grandes cantidades de agua (fabricacin de productos,

refrigeracin....) y la contaminan. Por tanto las medidas de planificacin industrial pasan por:

Fomento en el uso de tecnologas de bajo consumo. Limitacin de vertidos contaminantes. Las industrias deberan depurar las aguas

antes de verterlas. Reciclado de agua de refrigeracin por uso en circuitos cerrados.


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Las administraciones deberan incentivar con subvenciones a las empresas que

reduzcan su consumo y penalizar su derroche.

En cualquier caso sealar la importancia de la REUTILIZACIN del agua usada y sacarprovecho en un segundo uso de los productos que se introdujeron en el primero. Ejemplo:

las aguas urbanas, parcialmente depuradas pueden utilizarse para el riego y estn

enriquecidas en nutrientes, con lo que se ahorra en fertilizantes.

Por otra parte el ciclo del agua se aprovecha mejor, si se potencia su REGULACINNATURAL: PROTEGIENDO EL SUELO Y LA VEGETACIN, puesto que esto favorece laretencin del agua y la recarga de los acuferos.

b) MEDIDAS DE CARCTER TCNICO.Son aquellas como la edificacin de presas, trasvases, canales, pozos ((regulacinartificial del ciclo del agua) y reforestacin de riberas o limpiezas de cauces. Estasmedidas tcnicas tienen la finalidad de aumentar la disponibilidad de agua.

Tienen un alto coste econmico y ambiental y slo deberan abordarse si sonestrictamente necesarias. Para disminuir los problemas que generan en el medio ambiente

hay que realizar estudios de impactos ambientales previos a su construccin.

YA SE HAN TRATADO ANTERIORMENTE LOS EMBALSES, TRASVASES Y POZOS.

c) MEDIDAS SOCIALES Y POLTICAS.Las medidas sociales estn relacionadas con el consumo de agua en los hogares y laeducacin para realizar un consumo responsable y evitar el derroche de agua. Se pueden

poner en prcticas una serie de medidas individuales que reduciran en un 40% el consumo

de agua: Instalaciones de reductores de caudal en los grifos. Cisternas con carga reducida. Electrodomstico de bajo consumo.

Medidas para evitar el derroche: cerrar los grifos mientras nos enjabonamos o lavamos los

dientes, ducharnos en lugar de baarnos, lavadoras y lavavajillas llenos al usarse,

aprovechar el agua que sale antes de estar caliente para otros usos.

Dentro del aspecto poltico destacan las leyes que regulan el consumo y gestin del aguacomo bien de dominio pblico (Ley de Aguas 29/1985).

A nivel global destacan la Conferencia del Agua de la Naciones (Mar del Plata 1977) y lade Ro de Janeiro (1992) que establece el punto de partida para un uso sostenible del agua(control de usos, desages, vertidos industriales, reciclaje...)

En Espaa los usos del agua se regulan por el Plan Hidrolgico Nacional y en Europa porla Directiva Marco de Agua.El problema de estas medidas es que en muchos casos suponen un enfrentamiento entre el

desarrollo y el cuidado del agua y pueden ser rechazadas por la poblacin.

Selectividad: a) Explica por qu consideramos al agua como un recurso

renovable pero limitado.

b) Enumera las diferentes medidas de tipo individual y colectivo

para conseguir un mayor ahorro de este recurso.


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ACTIVIDADES. TEMA: LA HIDROSFERA. RECURSOS HDRICOS Y GESTIN DEL AGUA

Preguntas largas

1)El ciclo del agua. Distribucin del agua en la Tierra. Balance hdrico general.

2)Uso y consumo del agua. Medidas de ahorro.

3) Las aguas superficiales: embalses, canalizaciones y trasvases.4) Las aguas subterrneas. Explotacin de aguas subterrneas. Tipos de pozos.

5) Energa hidroelctrica y mareal.

Preguntas cortas

1) Define el concepto de cuenca hidrogrfica.

2) Qu factores determinan la capacidad de infiltracin de un terreno?.

3) Cmo puede influir el efecto invernadero en el ciclo hdrico?

4) Qu procesos del ciclo hidrolgico se vern acelerados y cules frenados como consecuencia de una

deforestacin masiva?

5) Indique qu factores favorecen la escorrenta.

6) Qu es un acufero?. Tipos bsicos de acuferos. Haz un dibujo que los represente.

7) Define: evapotranspiracin, escorrenta, infiltracin, agua fsil, balance hdrico.

8) Qu es un pozo artesiano?. Explica por qu el agua rebosa a presin por encima de la boca de un pozosurgente..

9) Concepto de nivel fretico.

10) A qu se denomina nivel piezomtrico?. Existe alguna diferencia con el nivel fretico?.

11) Qu ocurre cuando perforamos varios pozos prximos?. Qu parmetro nos indica la distanciamnima a la que podemos perforar el pozo nuevo?.

12) Cul es el caudal mximo que se podr extraer de un pozo?.

13) Qu diferencia existe entre usos consuntivos y no consuntivos del agua?.14) Cul es el uso que ms agua demanda en Espaa?. Y a nivel mundial?.

15) Explica cmo puede intervenir el ser humano en el ciclo hidrolgico.

16) Indica las fuentes de energa de origen hdrico

17) Propn, al menos, una medida reductora del consumo de agua en cada uno de los sectores, agrcola,ganadero, industrial y urbano.

18) Seala las principales ventajas e inconvenientes que presenta la energa hidroelctrica sobre otrasfuentes de energa.

19) Indica cuatro factores que hacen del agua un recurso limitado y escaso en muchas regiones del

planeta. Cules son las principales medidas que se han de tomar para paliar los problemas hdricos en

las zonas endmicamente deficitarias?.20) Las rocas calizas que estn muy fracturadas, presentan mucha o poca permeabilidad?. Por qu?.

21) Las arenas y las arcillas son materiales porosos. Son tambin materiales muy permeables? Por qu?

22) Por qu los bosques provocan un aumento de las precipitaciones?

23) Indique las fuentes de energa de origen hdrico.

24) Seale las principales ventajas e inconvenientes de un embalse.

25) Seale las principales ventajas e inconvenientes de un trasvase de agua de una cuenca a otra.

26) A qu se denomina termoclina? Qu importancia tiene? A qu se denomina hipolimnio?27) Qu consecuencias para la vida de un lago puede tener el hecho de su estratificacin en verano?.

28) Cundo son ms ricas en nutrientes las aguas de un lago profundo situado en latitudes medias, en

verano o en otoo?. Por qu?.29) Define: Termoclina, epilimnion, metalimnion, hipolimnion.30) Qu es una cuenca endorreica?.


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Preguntas de aplicacin

1) En la tabla se dan los valores de oxgeno disuelto (miligramos de oxgeno por litro de agua) medidos a

medioda, a diferentes profundidades de una balsa con abundancia de plancton.

a) Represente los datos en un grfico. Explique el

proceso biolgico que predomina a medioda en elprimer medio metro de la balsa y qu organismos

lo realizan.

b) Qu cambios, por lo general, cree que puede

haber con respecto a la concentracin de oxgenodel agua al atardecer?. Raznelo.

c) Explique por qu en el fondo de la balsa se daesa concentracin de oxgeno. Qu organismos

abundan ms?. Qu tipo de metabolismo tienen?.

2) En la figura se representan tres zonas A, B y C.

a) Explique el comportamiento de cada una de ellas desde el punto de vista hidrolgico.

b) Cmo puede explicarse la aparicin del manantial que aparece en la figura?.

c) Razone cul ser el resultado de los sondeos 1, 2 y 3 realizados para captar aguas subterrneas.

3) La grfica adjunta representa la variacin de latemperatura y de la concentracin de oxgeno con la

profundidad del agua en un lago. En relacin conella, responda razonadamente a las siguientes

cuestiones:

a) Qu capas pueden distinguirse en funcin de la

curva de temperaturas?

b) Cmo se pueden explicar las variaciones en la

concentracin de oxgeno?

c) Explique cmo influir la llegada de nutrientes allago.


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4) Observe el siguiente esquema y responda a las cuestiones que se plantean:

a) Comente el esquema adjunto diciendo de qu tipo son los acuferos representados (A1, A2 y A3).Explique las caractersticas de los pozos P1, P2 y P3 e indique qu hay que hacer para obtener agua encada uno de ellos. Qu relacin existe entre el ro y el acufero A3?.

b) Cite y explique dos consecuencias de la sobreexplotacin de los acuferos.

c) Ponga tres ejemplos que, en su opinin, constituyan un despilfarro o mal uso del agua.

5) Lea el siguiente texto y conteste las cuestiones:

La presa de Asun en Egipto ha supuesto grandes recompensas para el pas, en especial en formade energa hidroelctrica, que representa la mitad de sus necesidades energticas.Tambin supuso la liberacin de las inundaciones estacionales, pero con un coste considerable.Ms de 100 millones de toneladas de sedimentos de calizas y arena, que antao fertilizaban loscampos de cultivo ro abajo, estn hoy rellenando el lago Nasser, lo que supone un aumento en lasimportaciones de fertilizantes.Este bloqueo de los depsitos fluviales tuvo tambin efectos en las industrias de ro abajo, privandoa los fabricantes de ladrillos de El Cairo de una materia prima vital, mientras que las pesqueras desardina de la costa, que dependan del flujo de nutrientes procedentes del Nilo, se contaron entre las

primeras bajas. El propio delta del Nilo est formado por un 40% de cienos, un 30% de arena fina yun 30% de calizas.Simultneamente, los problemas de la salinizacin y el encharcamiento se han visto acentuados.Un estudio de la FAO lleg a la conclusin de que el 35% de la superficie cultivada de Egipto estafectada por un exceso de agua. Para rematar todo esto, la enfermedad parasitaria transmitida por elagua, la esquistosomiasis, ha hecho su aparicin entre los pueblos que viven en torno al lago Nassery a lo largo de los nuevos canales de irrigacin.En todos los casos se podran haber minimizado muchos de estos problemas por medio de unestudio previo de impacto de las medidas.

a) Cul era la causa de la fertilidad del valle del Nilo antes de la construccin de la presa?.

b) Qu efectos beneficiosos y perjudiciales puede ocasionar la construccin de un embalse?.

c) Qu medidas se deberan proponer en estos casos?.


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6) La tabla indica la distribucin de los recursos y consumos de agua en algunas cuencas hidrogrficas de

Espaa. De acuerdo con los datos, conteste a las siguientes cuestiones:

a) Analiza la situacin hdrica de Espaa.

b) Si consideras que existe riesgo de desabastecimiento hdrico en algunas regiones, indica soluciones

que se podran dar en cada caso.

c) Qu ventajas e inconvenientes supondra realizar un trasvase desde una cuenca con supervit a una

cuenca con dficit hidrulico?

7) La fotografa adjunta es de una central elctrica existente en el estuario del ro Rance, localizado en laregin de Bretaa (Francia). A partir de su observacin, responda razonadamente a las siguientes

cuestiones:

a) En el momento que representa la imagen

cmo se est obteniendo energa elctrica enesta central?

b) Nombre el tipo de energa que se obtieneen esta central y califquela como renovable o

no renovable. Justifique la respuesta.

c) Razone cmo contribuye al efecto

invernadero la forma de obtener energa

elctrica en esta central.

8) En la figura adjunta se representa esquemticamente el ciclo del agua, as como los volmenes de agua

que se intercambian anualmente. A partirde su observacin, responda

razonadamente a las siguientes cuestiones:

a) Existe equilibrio en el balance anual.

Qu procesos principales no estncuantificados en la figura? Con ellos se

completara el ciclo del agua? Una vez

completado el balance, se produce un

incremento progresivo del nivel del mardebido a los aportes de escorrenta

continental?

b) Existe relacin entre el volumen de agua

en los ocanos y el volumen retenido enforma de hielo en los glaciares?

c) Cules son las consecuencias de las variaciones del nivel del mar sobre la poblacin humana?

Tema 5 La Hidrosfera - Recursos Hidricos

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