1. EL CICLO HIDROLÓGICO: CONCEPTO Y ELEMENTOS.
1.1. LOCALIZACIÓN, ESTADO Y ORIGEN DEL AGUA EN EL CICLO HIDROLÓGICO.
1.2. DESCRIPCIÓN DEL MOVIMIENTO DEL AGUA.
2. DEFINICIONES DE CONCEPTOS BÁSICOS.
3. BALANCE GLOBAL.
4. COMPOSICIÓN DE LAS AGUAS NATURALES.
1. EL CICLO HIDROLÓGICO: CONCEPTO Y ELEMENTOS.
1.1. LOCALIZACIÓN, ESTADO Y ORIGEN DEL AGUA EN EL CICLO HIDROLÓGICO.
El agua en la Hidrosfera (ámbito constituido por la atmósfera y por las capas superiores de la corteza terrestre), se encuentra en los tres estados físicos: sólido, líquido y gaseoso.
Según la opinión más común de los hidrólogos no hay ningún motivo para pensar que la cantidad total de agua de la corteza terrestre no se ha mantenido prácticamente constante, al menos durante los últimos tiempos geológicos.
En resumen, la idea de este último autor (McGuinness) es que las aguas primarias tienen un alto contenido en sustancias disueltas y que el caudal que alcanza la superficie terrestre es insignificante, en relación con el caudal que interviene en el ciclo hidrológico.
1.2. DESCRIPCIÓN DEL MOVIMIENTO DEL AGUA.
El movimiento permanente de ciclo se debe fundamentalmente a dos causas: la primera, el Sol, que proporciona la energía para elevar el agua del suelo, al evaporarla; la segunda, la gravedad, que hace que el agua condensada precipite y que, una vez sobre la superficie, vaya hacia las zonas más bajas.
El ciclo se inicia cuando una parte del vapor de agua de la atmósfera se condensa y da origen a precipitaciones en forma de lluvia o nieve. No toda la precipitación alcanza la superficie del terreno, ya que una parte se vuelve a evaporar en su caída y otra es retenida (intercepción) por la vegetación o por las superficies de edificios, carreteras, etc y de vuelta a la atmósfera, al poco tiempo, en forma de vapor.
Del agua que alcanza la superficie del terreno, una parte queda retenida en charcas o pequeños surcos (almacenamiento superficial) y en su mayoría vuelve pronto a la atmósfera en forma de vapor. Otra parte circula sobre la superficie y se concentra en pequeños regatos que luego se reúnen en arroyos y más tarde desembocan en los ríos (escorrentía superficial); esta agua irá a parar a los lagos o mar, de donde será evaporada o bien, se infiltrará en el terreno.
Por último, hay una tercera parte de la precipitación que penetra bajo la superficie del terreno (infiltración) a través de los agujeros o canalículos del suelo y va rellenando los poros o fisuras de este medio poroso. En casi todas las formaciones geológicas existe una parte superficial cuyos poros no están habitualmente saturados de agua, y otra inferior, que está totalmente saturada. Una buena parte de la infiltración no desciende, hasta la zona saturada, sino que se queda en la zona no saturada o zona de humedad del suelo, de donde vuelta a la atmósfera por evaporación o por la transpiración de las plantas. También llamado evapotranspiración.
El movimiento del agua a través del terreno, es algunas veces denominado percolación, otras infiltración, otras flujo o escorrentía subterránea; se caracteriza por su extraordinaria lentitud y se debe fundamentalmente a la acción gravitatoria. En el movimiento del agua, en la zona no saturada, otras fuerzas (especialmente la tensión superficial) pueden jugar un papel muy importante. El agua subterránea puede volver a la atmósfera por evapotranspiración cuando su zona de separación con la zona no saturada (franja capilar) que suficientemente próxima a la superficie del terreno. Otras veces, el agua subterránea para a engrosar el caudal de los ríos, alimentando directamente su cauce o a través de manantiales.
El ciclo hidrológico es un proceso continuo en el que una partícula de agua evaporada del océano después de pasar por las etapas de precipitación y escorrentía superficial o subterránea; a lo largo del ciclo hay múltiples ciclos menores; por ejemplo, una gota de lluvia sobre el continente podría recorrer indefinidamente el ciclo: lluvia- infiltración- evapotranspiración- lluvia- infiltración, etc; o, análogamente, una partícula de lluvia sobre el mar: lluvia- evaporación- lluvia- evaporación- lluvia.
El movimiento del agua en el ciclo hidrológico se caracteriza por su irregularidad, tanto en el espacio como en el tiempo.
La acción de hombre va introduciendo progresivamente cambios importantes en el ciclo hidrológico de algunas regiones, como los drenajes extensivos, la deforestación o la repoblación forestal, la construcción de presas y canales de derivación.
2. DEFINICIONES DE CONCEPTOS BÁSICOS.
A. Infiltración. Es el volumen de agua que procede de las precipitaciones (a veces también de los ríos o de la recarga artificial), en un determinado tiempo, atraviesa la superficie del terreno y ocupa o total o parcialmente los poros del suelo o de las formaciones geológicas adyacentes.
B. Embalse subterráneo. Es un medio poroso natural de dimensiones muy variables, capaz de almacenar en sus poros un fluido y de permitir su movimiento bajo la acción de las fuerzas gravitatorias. Cuando está saturado de agua, viene a ser sinónimo de acuífero y unidad hidrogeológica.
C. Escorrentía. Se llama escorrentía o aportación de un río en un determinado punto, al volumen de agua que pasa por ese punto en un determinado periodo de tiempo.
3. BALANCE GLOBAL.
Se estima que la hidrosfera (incluyendo el agua en estado sólido, líquido y gaseoso) almacenan algo más de 1300·106 Km3, de los que aproximadamente un 97% se almacena como agua salina en los océanos. Del conjunto de aguas dulces, unos 2/3 se encuentra en forma de hielo en el continente Antártico, el océano Ártico y las regiones montañosas. Aproximadamente 1/3 constituye las aguas subterráneas y menos de un 1% de las aguas dulces se distribuyen en la superficie de los continentes formando ríos, lagos y humedales.
La evaporación desde los océanos es la fuente principal de vapor de agua en la atmósfera, cuyo retorno en forma de precipitación también es unas tres veces superior sobre el océano que sobre los continentes.
4. COMPOSICIÓN DE LAS AGUAS NATURALES.
Puede resumirse en el movimiento de agua desde el océano hacia la atmósfera (vía evaporación), la precipitación en forma de lluvia y el retorno hasta el océano a través de los ríos.
Si comparamos la composición química del agua de mar, de lluvia y de ríos podemos identificar rasgos quizá sorprendentes, como es el gran parecido en la composición cualitativa del agua de mar y de lluvia, parecido que se explica por la inyección de aerosoles o microgotas de agua marina desde la superficie oceánica hacia la atmósfera. Aunque la cantidad total de sal disuelta es muy diferente en ambos medios, la composición relativa en iones es bastante parecida, con dominancia relativa de los iones cloro (Cl-) y sodio (Na+).
El cambio drástico de composición relativa entre el agua de lluvia y las aguas epicontinentales se debe al lavado de la corteza continental. Hay que tener en cuenta que el agua de lluvia es ligeramente ácida (pH<6) como resultado de la hidratación de gases (CO2, SO2, NO2) que generan compuestos ácidos como el carbónico, sulfúrico, nítrico, etc. La acidez natural del agua de lluvia es neutralizada mediante la reacción con minerales de la corteza como la calcita:
CaCO3+CO2+H2Oà2HCO3-+Ca2+
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