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EL CICLO HIDROLÓGICO
DEL AGUA
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Aristóteles (384-322 a.c.) consideraba que el flujo de los ríos
se encontraba en la condensación de vapor de agua
subterránea, producida por el flujo y la desalinización del agua
del mar.
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EL ORIGEN DE LAS AGUA, ASÍ COMO
SU CIRCULACIÓN Y CICLO EN LA
NATURALEZA NO SE ACLARA HASTA
FINALES DEL SIGLO XVII
CIENTIFICO FUNDADOR DE LA HIDROLOGÍA, PIERRE
PERRAULT EN 1674 PUBLICA “DE L´ORIGINE DES
FONTAINES”
EFECTUA BALANCES HIDROLÓGICO DE UNA CUENCA
EN FRANCIA, CONCLUYENDO QUE EL VOLUMEN DE
LAS PRECIPITACIONES ERA SEIS VECES SUPERIOR A
LAS APORTACIONES DEL RÍO.
OTROS CIENCIFICOS EMPIEZAN A CUANTIFICAR LA
EVAPORACIÓN, INFILTRACIÓN PROFUNDA, MEDIDAS
DE CAUDALES DE MANANTIALES.
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EL CICLO
HIDROLÓGICO
DEL AGUA
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El Ciclo Hidrológico
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El Ciclo Hidrológico
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El Ciclo Hidrológico
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MOTORES ?
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GRAVEDAD
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Distribución del agua en la hidrosfera
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El Ciclo Hidrológico interno
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BALANCE DE AGUA EN EL SUELO
ENTRADA = SALIDAS ± Variación de reservas
P = Esuperf. + Esubt. + ET
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LAS PRECIPITACIONES
Definición: Cualquiera de las formas en la que el agua cae sobre la superficie terrestre
Clasificación: Precitaciones verticales y horizontales
Verticales: Lluvia, Llovizna, Aguacero, Nevada, Granizo.
Horizontales: Rocío, Escarcha, Niebla.
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Cambios de estado
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Lluvia: Gotas líquidas de 0,5 a 3 mm de diámetro, velocidad de caída 3 a 7 m/s
Nevada: Copos microscópicos de cristales de hielo hexagonales, que forman sobre el suelo capas estructura esponjosa.
Granizo: Gránulos de hielo concrecionados con un diámetro mayor de 1 mm en los que se alternan capas amorfas y cristalinas ( >5 mm pedrisco )
PRECIPITACIONES VERTICALES
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PRECIPITACIONES HORIZONTALES
Rocío: El vapor de agua de las capas bajas atmosféricas se condensa sobre la superficie más fría que el aire ambiente.
Escarcha: El vapor de agua de las capas bajas atmosféricas se solidifica sobre la superficie más fría que el aire ambiente.
( Aportaciones de hasta 80 mm al año )
Nieblas: Minúsculas gotitas que flotan en el aire.
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ORIGEN DE LAS PRECIPITACIONES
Punto de rocío: En una masa de aire para unas condiciones
determinadas de presión y temperatura puede existir una cantidadmáxima de vapor de agua sin condensarse. Aire saturado de aguaa la Tª Punto de rocío.
Humedad relativa: Relación entre la presión de vapor de una
masa de aire en condiciones determinadas de presión y Tª y la correspondiente a la misma masa saturada.
Humedad absoluta: Masa de vapor de agua contenida en un
volumen determinado de aire.
Presiónes
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MEDIDA DE LAS PRECIPITACIONES
La unidad de medida es el mm, que equivale a la altura que alcanza un litro de agua sobre un m2 de superficie.
Instrumentos de medida
Medidores de cantidad: Pluviómetro.
Medidores de distribución: Pluviografos.
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1 cm de altura de nieve = 1 mm de lluvia
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EVAPORACIÓN, TRANSPIRACIÓN Y EVAPOTRANSPIRACIÓN
De las precipitaciones que llegan a la superficie terrestre, buenaparte retorna a la atmósfera en forma de vapor de agua. ( aguainterceptada, infiltrada, reservas de nieve, hielo, agua estancadas,en movimiento y agua almacenada en el suelo que es transpiradapor las plantas.)
EVAPORACIÓN DIRECTA
EVAPORACIÓN BIOLÓGICA
EVAPOTRANSPIRACIÓN
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EVAPOTRANSPIRACIÓN POTENCIAL: El agua que retornaa la atmósfera en forma de vapor a partir de un suelocompletamente cubierto de vegetación y suponiendo que noexiste limitación de humedad en el suelo. ETP
EVAPOTRANSPIRACIÓN REAL: Para un mes se obtiene enrelación a las precipitaciones caídas, la ETP y ladisponibilidad de agua en el suelo. ETR
Depende de: nº de días del mes, nº de horas efectivas deluz solar (Latitud), temperatura media mensual.
ETR<=ETP
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Evapotranspirómetros
Evapotranspirometro
Tanque regulador del nivel
freatico
Tanque de nivelación
El suelo se mantiene a
capacidad de campo y
con cobertura vegetal
total
miden EP
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Características del suelo
Humedad: Peso de agua en una muestra respecto al peso de la muestra seca, expresado en (%)
Capacidad de Campo: Grado de humedad en el momento en que el suelo a perdido su agua gravífica (%)
Punto de marchitez: Grado de humedad cuando las plantas no pueden absorber más agua (%)
Agua utilizable por las plantas: Diferencia entre los dos anteriores.
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INFILTRACIÓNInfiltración: Movimiento del agua a través de la superficie delsuelo hacia el interior por la acción de las fuerzas gravitacionesy capilares. Movimiento vertical.
Precipitación que llega al suelo parte se infiltra y otra escurre por la red de drenaje superficial.
La parte infiltrada:
Una parte se retiene en el suelo y es evapotranspirada.
Otra escapa de los procesos de ET al moverse hacia el subsuelo azonas mas profundas, hasta incorporarse a las capas freáticas yacuíferos. ( recarga de acuíferos y caudales de ríos )
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ESCORENTIAFracción de la precipitación que nutre los cursos de agua de una cuenca
Según camino hasta red de drenaje:
Escorrentía superficial: Agua que no se infiltra y llega a la redde drenaje moviéndose por la superficie del terreno bajo laacción de la gravedad.
Escorrentía subsuperficial: Saturación de horizontes edáficosinferiores, el agua penetra en el suelo y se mueve por loshorizontes superiores.
Escorrentía subterránea: Agua se infiltra hasta alcanzar lacapa freática y que circula en régimen laminar a través de losacuíferos hasta desembocar en la red de drenaje superficial.
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IMPORTANCIA DE LA ESCORRENTÍA
- ALIMENTA CORRIENTES DE RIOS Y ARROYOS
- APROVECHAMIENTO EN EPOCA DE ESTIAJE MEDIANTE SU ALMACENAMIENTO EN AZUDES Y PRESAS.
- ENERGÍA POTENCIAL PARA CREACIÓN DE ENERGIA ELECTRICA
- CAUSANTE DE AVENIDAS E INUNDACIONES
- PROVOCA LOS PROCESOS EROSIVOS.
- CONDICIONA LA COMPOSICION QUIMICA DE LAS AGUAS
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ESTUDIO HIDROLÓGICO DE LAS CUENCAS
Cuenca hidrogeológica: Área definida topográficamenteque tiene una salida única para la escorrentía superficialy subterránea. Drenada por un río y sus afluentes querecogen el agua de las precipitaciones.
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AFOROS (medidas de caudales)
Caudal = Sección x velocidad
m3 / s = m2 x m / s
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AFOROS DIRECTOS
-Molinete:
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Aforos químicos
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AFOROS INDIRECTOS (Nivel de agua en el cauce y estimamos caudal)
Limnígrafos
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Escalas limnimétricas
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HIDROGRAMAHidrograma: Expresión gráfica del caudal en función del tiempo.
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Separación de componentes en un hidrograma(Método simple)
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ACUIFERO HIDROGRAMA
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COMPOSICIÓN
QUÍMICA DEL
AGUA EN EL
CICLO
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ΔΔ [HCO3-] y [Ca++]
Δ [Cl-], [SO4=], [NO3
-]
Δ [Mg++], [Na+]
≈ [K+]
Δ mineralización
Evolución a Cl – Na
Modificación por:
- Rocas solubles
Cambio composición
Salinización
AGUA EN LA ATMÓSFERA: vapor de H2O
AGUA DE LLUVIA: disolución gases atmosféricos
AGUA EDÁFICA:- disolución CO2 y ácidos húmicos
- ambiente árido: precipitación sales
- ambiente húmedo: percolación
AGUA EN Z.N.S: disolución de sales del terreno
AGUA EN LA Z.S: disolución progresiva de sales. Evulución:
- solubilidad de la roca (sal > yeso > caliza..)
- permanencia y contacto agua-roca:
HCO3- SO4
= Cl-
Ca++ Mg++
Na+
SALIDA A SUPERFICIE: - modificaciones químicas
- dilución con agua superficial
OCÉANOS Y MARES: - evaporación y concentración