Parámetros hidrológicos

Figura 1. Ciclo hidrológico simple representación

Contenido

1. El ciclo hidrológico

Este ciclo esta relacionado con el movimiento y la transformación física que se da con el agua. Estoso dos aspectos están relacionados; es decir se pueden dar conjuntamente.

No se puede saber en donde inicia el ciclo, pero podemos poner un punto de partida cuando el agua gracias a la radiación solar se evapora de los oceanos para luego condensarse formando nubes, y pasando luego a liquido o sólido de acuerdo al cambio de temperatura. Por tanto el agua cae hacia la superficie y es ahí donde suceden cosas ciertamente impredicibles.

La distribución del agua luego de caer en forma de lluvia, puede que se infiltre o se mueva en la superficie (escorrentía). Si el agua se infiltra pueden quedar almacenados en acuíferos y si se da la escorrentía pueda que el agua llegue a algún río, laguna u oceano; sin embargo pueden combinarse aún estas dos formas de distribución, es decir el agua almacenada en los acuíferos pueden seguir desplazandose hasta asomarse a la superficie y las aguas en escorrentía pueden infiltrarse en el trayecto. El agua siempre se desplaza hacia puntos más bajos por eso se da dicho comportamiento.

El ciclo hidrológico destaca por la transformación física del agua a través del tiempo, apoyado por los cambios de temperatura (Energía solar). Estas fase o transformaciones comunes son la evaporación y/o transpiración, condensación, precipitación (licuación o solidificación), movimiento (Infiltración y/o escorrentía).

Figura 1. Ciclo hidrológico simple representación

2. Precipitación

Es aquel parámetro que relaciona al agua en su estado liquido y sólido; líquido como lluvia, niebla, rocío y sólido como nieve, granizo, escarcha.

En temas hidrológico se ahonda mucho en la fase líquida, especialmente en la forma de lluvia que constituye la pluviosidad.

La precipitación es la cantidad de agua meteórica total, líquida o sólida, que cae sobre una superficie determinada, llamada sección pluviométrica.

Se suele representa por láminas o altura de agua; que es la forma que tomaría si se acumulara sobre una superficie horizontal si todas las precipitaciones quedasen inmovilizadas sobre ella. Esta altura se asimila al volumen de agua caída (m3), dividido por la sección pluviométrica (m2); por ende esta altura o lamina se expresa como una longitud comunmente medida en milímetros (mm). Si la asociamos con intervalos de tiempo, se podría hablar de la intensidad de lluvia.

La precipitación es la fuente principal de agua para las corrientes superficiales y subterráneas. Se dice que solo la cuarta parte regresa al mar o se infiltra; mientras que el resto regresa a la atmósfera por evapotranspiración.

La coalescencia es un proceso mediante el cual las pequeñas gotitas aumentan su tamaño debido al contacto con otras gotas por colisión.

Las gotas de lluvia deben ser lo suficientemente grandes como para vencer condiciones físicas que impidan su formación. Estas condiciones suele ser la evaporación y el viento, que impiden la coalescencia.

Las gotas de agua se comportan como cuerpos en caída libre sujeta a las fuerzas de gravedad y resistencia del aire. Cuando la fuerza de gravedad y la resistencia del aire se equilibran, la velocidad de caída (velocidad terminal) es proporcional al cuadrado del radio de la gota.

La precipitación se clasifica de acuerdo a la manera en como el agua sube a la atmósfera. A continuación se mencionan los tipos.

2.1 Tipos de precipitación

a) Precipitación convetica: Ascenso del agua por medio del cambio de temperatua, es decir la temperatura de la atmosferá es ma fría que en la superficie. Simula el comportamiento del agua al ser hervida en una olla o tetéra.

b) Precipitación frontal: Ascenso del agua por el choque de dos masas de aire de diferentes temperaturas.

c) Precipitación Ciclónica: En este tipo de precipitaciones el ascenso del aire es causado por la convergencia horizontal de los flujos que entran en la zona de baja presión.

d) Precipitación Orográfica: Ascenso del agua por choque de masas de aire con montañas altas (barreras montañosas); por ejemplo esto pasa con la cadena de los Andes.

2.2 Intensidad de lluvia

Se define como el volumen de agua que precipita por unidad de tiempo; expresadas generalmente en unidades como mm/hora, min/hora, mm/s, etc.

Existen varias maneras de determinar la intensidad de lluvia, si se trata de un cántaro (pluviometro no registrador), debe anotarse la hora de inicio y fin del aguacero; sería también deseable cualquier otro dato complementaria como una lectura intermedia. Se puede tambien determinar la intensidad mediante el análisis de la lluvia para agruparlas en periodos cortos determinando sus incrementos respecto al tiempo y obteniendo las intensidades máximas que luego se grafican para dibujar curvas de intensidad y frecuencias.

2.3 Duración de lluvia

Tiempo que transcurre desde que se da la lluvia hasta su culminación; este final puede corresponder al tiempo total o al momento hasta el cual la lluvia es significativa para los efectos prácticos.

Algunos autores mencionan que una lluvia corta tiene un tiempo de 120 minutos y una lluvia larga mayor a 120 min.

2.4 Frecuencia de lluvia

Se llama frecuencia o intervalo de recurrencia al número de veces que un evento es igualado o excedido en un intervalo de tiempo determinado o en un determinado número de años.

Si se dice que una lluvia tiene una frecuencia de 20 años quiere decir que dentro de los 20 años esa lluvia puede ocurrir; asi que tendría que tener mas de 20 años o una frecuencia de 40 años para decir que esa lluvia se repetirá dos veces.

3. Evaporación y Transpiración

3.1 Evaporación

Es un factor muy importante en temas de recursos hidrícos y el planteamiento de obras hidráulicos. Esto debido que afecta a la producción hídrica de las cuencas, la capacidad de los embalses, la dimensión de las plantas de bombeo, el uso consuntivo de los cultivos y la produción de las reservas subterráneas.

La tasa de evaporación varía con el color y las propiedades de reflectividad de la superficie y dependiendo si la superficie está o no directamente expuesta a la radiación solar.

Los factores metereológicos más importantes relacionados a la evaporación son los siguiente.

*. Radiación solar

*. Viento

*. Humedad relativa

*. Temperatura

3.2 Transpiración

Es el agua que no es retenida por la estructura vegetal de las plantas. Las plantas toman el agua del suelo mediante su sistema redicular y la expulsan por medio de la transpiración.

Cuando no hay mucha energía (noche) en las plantas; a traves de sus poros o estomas, permanece el agua mientras cuando hay energía (día) hay una transpiración continua.

Cuando el suelo esta cubierto por vegentales o alrededor de una planta hay vegetales, es difícil diferenciar entre evaporación y transpiración.

3.3 Evapotranspiración

Es la suma de todas las pérdidas por transformación del agua en vapor, sea cual fuere el factor que ha actuado. En otros términos es la suma de la evaporación y la transpiración.

Su magnitud depende de varios factores tales como precipitación, temperatura, humedad, tipo de cultivo y extensión de la vegetación.

4. Infiltración

La infiltración es el paso del agua a través del suelo para poder percolar en el interior de la tierra. La percolación se define como el movimiento del agua dentro del suelo.

La infiltración asociada con el tiempo se define como la velocidad, rapidez o tasa de infiltración.

La cantidad de agua que llega al cuerpo de agua subterránea, es igual a la infiltración total menos la cantidad de agua absorbida por el suelo. Así que el contenido de humedad del suelo antes de la infiltración es un factor importante que afecta la recarga del agua subterrénea.

5. Caudal

El caudal, también llamado gasto, es el volumen de agua que pasa a través de una sección respecto a un tiempo determinado. Su unidad está constituido por tanto, por maginitudes de distancia tridimensional y tiempo.

El principal componente es la escorrentía superficial que está conformada por las aguas que escapan de la infiltración y evapotranspiración. Estas dependen de la distribución de la precipitación y de las caracteristicas del suelo; la primera está relacionada con su intensidad, duración y frecuencia, y la segunda esta relacionada con la topografía, cobertura vegetal, contenido de humedad y su capacidad de retención.