TEMA 2: La Hidrosfera

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1 REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA FACULTAD DE CIENCIAS INSTITUTO DE CIENCIAS DE LA TIERRA HIDROGEOQUÍMICA Prof. Ramón Luis Montero M. Correos electrónicos:

2 TEMA 2: La Hidrosfera

3 La Hidrosfera Hidrosfera: Hidrosfera: Una de las geósferas que conforman al planeta Tierra, donde están presentes aproximadamente 1,4 millones de km km3 3 de agua en sus tres fases fases:: agua, hielo y vapor En general:: general agua marina (97 97,,3%) + continentes y atmósfera (2,7%)

4 La Hidrosfera En general general:: agua marina (97 97,,3%) + continentes y atmósfera (2,7%)

5 EL CICLO HIDROLÓGICO

6 EL CICLO HIDROLÓGICO Reservorio Volumen (106 Km3) Porcentaje Total 1,-Océanos ,25 2,-Capas de hielo glaciares 29 2,05 3,-Agua subterránea profunda ( m) 5,3 0,38 4,-Agua subterránea somera (<750 m) 4,2 0,3 5,-Lagos 0,125 0,01 6,-Humedad del suelo 0,065 0,05 7,-Atmósfera 0,013 0,001 8,-Ríos 0,0017 0,0001 9,-Biósfera 0,0006 0,00004 Total 1408,

7 EL CICLO HIDROLÓGICO Procesos Flujos Km3/año cm/año Precipitación sobre los continentes Evaporación desde los continentes Precipitación sobre los océanos Evaporación desde los océanos Precipitación total sobre la Tierra Evaporación total sobre la Tierra Escorrentía desde continentes: escorrentía desde los ríos y descarga directa del agua subterránea a los océanos Área total de la Tierra: 510x106 Km2 (Evap. Total y Precip.) Área de los Océanos: 362x106 Km2 (Evap. y Precip.) Área de los Continentes: 148x106 Km2 (Esco., Evap. y Precip.)

8 CONCEPTOS RELACIONADOS

9 CONCEPTOS RELACIONADOS Aguas superficiales Se refiere a todas las aguas de la superficie terrestre, incluye las aguas dulces y saladas, los hielos y las nieves nieves.. Precipitación Es el agua que cae a la superficie terrestre desde la atmósfera como lluvia, nieve, hielo, granizo o escarcha escarcha.. Escorrentía Parte de la precipitación que aparece en ríos y quebradas, y que puede ser medible en una estación hidrométrica hidrométrica.. Infiltración Agua que penetra a través de las formaciones geológicas desde la superficie.. superficie Factores: Factores: Permeabilidad de las formaciones geológicas, cobertura vegetal, cantidad e intensidad de las precipitaciones y pendiente de la superficie del terreno terreno..

10 CONCEPTOS RELACIONADOS Tiempo de residencia Tiempo promedio que pasa una molécula de agua en un reservorio reservorio.. La presunción de volumen constante de agua en un reservorio dado, permite el uso del concepto concepto:: tiempo de residencia Tiempo de residencia = volumen de agua en un reservorio volumen de adición o pérdida de agua hacia (desde) él Para los océanos= 1370 x 106 Km3 = años 0,0374 x 106 Km3/año Para la atmósfera= 0,013 x 106 Km3 = 0,0262 años = 9,4 días (0, , )) x 106 Km3/año

11 CONCEPTOS RELACIONADOS Evaporación Proceso de vaporización del agua superficial libre y la encontrada en la parte superficial del suelo.. suelo Transpiración Es el proceso mediante el cual, el agua que es absorbida por la vegetación es evaporada hacia la atmósfera desde la superficie de las plantas plantas.. Evapotranspiración Es el volumen de agua que se pierde por la evaporación y la transpiración transpiración...

12 CONCEPTOS RELACIONADOS Flujo Término empleado en hidráulica para referirse al movimiento del agua o a la velocidad de movimiento de esta Flujo base Agua que alcanza la red hidrográfica, proveniente del agua que percola y se infiltra hasta alcanzar la zona de saturación de las aguas subterráneas.. subterráneas

13 CICLO DE LA ESCORRENTÍA Ciclo de la escorrentía

14 CICLO DE LA ESCORRENTÍA Ciclo de la escorrentía

15 CICLO DE LA ESCORRENTÍA Componentes del caudal de un río En general, el término escorrentía es considerado como un sinónimo de aporte a un río, por lo que representa la suma de la escorrentía superficial y del flujo subterráneo captado por los cauces de los ríos ríos.. Escorrentía puramente superficial Escorrentía hipodérmica Aporte de las aguas subterráneas Duración de la precipitación Precipitación directa caída sobre el cauce del río

16 CICLO DE LA ESCORRENTÍA Componentes del caudal de un río

17 CICLO DE LA ESCORRENTÍA La escorrentía está controlada por factores como como:: Intensidad de las precipitaciones atmosféricas Permeabilidad de la superficie del terreno Duración de la precipitación atmosférica Extensión de la cuenca hidrográfica Profundidad del nivel freático Pendiente de la superficie del suelo

18 HIDROGRAMAS Aporte de una cuenca comúnmente representada en la forma de un HIDROGRAMA.. HIDROGRAMA Curva que representa las oscilaciones (en función del tiempo) del nivel del agua de un río en una sección dada del mismo

19 HIDROGRAMAS La forma del hidrograma dependerá de factores como como:: Intensidad relativa de la lluvia lluvia.. Índice de infiltración del suelo suelo.. Déficit de humedad del suelo suelo.. Duración de la precipitación Otras características inherentes a la cuenca y a la precipitación precipitación..

20 HIDROGRAMAS Caso1: Caso1 Intensidad de la lluvia i < índice de infiltración fi precipitación directa Caso2: Caso2 i < fi flujo hipodérmico + precipitación directa Caso 3: i > fi escorrentía superficial + precipitación directa Caso 4: i > fi caso normal producto de una gran precipitación

21 ECUACIÓN HIDROLÓGICA La ecuación hidrológica Medio cualitativo de evaluación del ciclo hidrológico hidrológico.. Flujo entrante= flujo saliente ± cambios en el almacenaje Entrantes hidrológicos Precipitación, escorrentía superficial, flujo hipodérmico, subterráneo, entrada superficial de agua por importación importación.. flujo Salientes hidrológicos Evapotranspiración, evaporación del agua superficial, escorrentía superficial, salida de agua subterránea, exportación artificial de agua a través de canales y tuberías tuberías..

22 Estación meteorológica

23 Estación meteorológica

24 Instrumentos meteorológicos Pluviómetro Elementos desmontados de un pluviómetro Depósito colector del pluviógrafo Pluviógrafo Banda del pluviógrafo

25 Instrumentos meteorológicos Tina de evaporación

26 Instrumentos meteorológicos Anemómetro Impresora del anemocinemógrafo Anemómetros digitales manuales

27 Instrumentos meteorológicos Heliógrafo Instrumento que registra la duración de la Insolación o brillo solar en horas y décimas. Bandas del heliógrafo Actinógrafo Instrumento utilizado para registrar la radiación solar global. global.

28 Instrumentos meteorológicos Garita meteorológica Los instrumentos instalados en la garita. De izquierda a derecha: la probeta del Hellmann de 120 mm, el termómetro de máxima y mínima de mercurio, las tablas psicrométricas, el psicrómetro, el contador del pluviómetro electrónico RainRain-OMatic, dos sensores T/H de Oregon Scientific, el sensor T/H de la Davis, y la botella de agua destilada para el psicrómetro.

29 Instrumentos meteorológicos El Psicómetro: instrumento instrumento que mide la humedad del aire. Básicamente consiste en dos termómetros exactamente iguales, uno de los cuales indica la temperatura del aire y el otro, con el depósito humedecido, mide el enfriamiento producido por la evaporación del agua agua.. Enfriado de esta manera por la evaporación que se produce en su depósito, el termómetro húmedo marca constantemente una temperatura inferior a la del termómetro seco, y la diferencia es tanto mayor cuanto más rápida es la evaporación y, por consiguiente, cuanto más alejado está el aire de su punto de saturación saturación.. De esta diferencia de temperaturas se deduce, mediante unas tablas, el porcentaje de humedad del aire aire.. Termómetro Máxima Máxima:: Este termómetro de máxima está instalado en la garita en posición horizontal, es de mercurio mercurio.. Termómetro Mínima Mínima:: Este termómetro de mínima está instalado en la garita en posición horizontal, su característica esencial es tener alcohol o tolueno como liquido termométrico, en él va sumergido un índice metálico que al bajar la temperatura es arrastrada por el menisco que permanese inmóvil cuando sube la temperatura temperatura..

30 Instrumentos meteorológicos El evaporímetro Piché Para medir la evaporación potencial se usa el evaporímetro Piché Piché.. Está formado por un tubo de vidrio cerrado por un extremo y abierto por el otro, que se llena de agua destilada o de lluvia lluvia;; su extremo abierto se tapa mediante un disco de papel secante sujeto por una arandela de alambre alambre.. El aparato se cuelga dentro de la garita meteorológica con la boca abierta hacia abajo abajo;; el disco impide que el agua se derrame, pero se impregna con ella y la deja evaporar sobre toda su superficie con mayor o menor rapidez, según las condiciones de temperatura y humedad del aire aire.. El tubo lleva grabada una graduación creciente de arriba abajo que representa milímetros.. milímetros La observación se efectúa una vez al día, por la mañana, anotando la graduación alcanzada por el agua dentro del tubo.. Restando de esta lectura la del día anterior tubo resultará la cantidad evaporada evaporada.. Antes de que el tubo quede vacío es preciso volverlo a llenar llenar.. Nunca debe quedar en el tubo una cantidad de agua inferior a la que se presume pueda evaporarse en un día día..

31 PRECIPITACIÓN ATMOSFÉRICA Pluviómetro Pluviógrafo

32 PRECIPITACIÓN ATMOSFÉRICA Métodos Media aritmética Consiste en promediar la cantidad de precipitación aportada atendiendo a las estaciones existentes en una cuenca, sin tomar en cuenta su distribución en el espacio ni la manera en como se distribuyen distribuyen.. Útil en zonas topográficamente suaves y condiciones atmosféricas uniformes.. uniformes Thiessen Consiste en la conexión de estaciones adyacentes adyacentes;; seguidamente son dibujadas líneas perpendiculares en la mitad de cada línea conectante entre dos estaciones y las extensiones de los bisectores perpendiculares son usados para construir de una serie de polígonos irregulares alrededor de las estaciones climatológicas climatológicas.. Se ajusta a la no uniformidad y usa una distribución de factores de peso para cada evento de lluvia, basado en el tamaño del área dentro de la cuenca de drenaje drenaje..

33 PRECIPITACIÓN ATMOSFÉRICA Métodos Isoyetas Consiste en construcción de mapas de contornos de precipitación de igual lluvia (isoyetas) (isoyetas).. En el dibujo de las isoyetas pueden ser tomados en cuenta factores tales como la influencia topográfica topográfica.. Durante el dibujo de las isoyetas deben aplicarse las siguientes reglas reglas:: Las isoyetas nunca se cruzan cruzan.. Las isoyetas nunca se saltan saltan.. Las isoyetas nunca se unen unen.. Una estación que no cae sobre una isoyeta, deberá estar entre dos isoyetas.. isoyetas Las isoyetas deberán ser intercaladas entre estaciones usando interpolación lineal lineal..

34 PRECIPITACIÓN ATMOSFÉRICA Media aritmética Pmj= Precipitación media del área en estudio, en el tiempo j (mm). Pij= Precipitación de la estación i en el tiempo j (mm). n = Número de estaciones. Método de Thiessen P Pm i n

35 PRECIPITACIÓN ATMOSFÉRICA Método de las isoyetas

36 PRECIPITACIÓN ATMOSFÉRICA Métodos para determinar la profundidad de precipitación

37 PRECIPITACIÓN ATMOSFÉRICA Mapa de isoyetas de la cuenca del río Orinoco

38 PRECIPITACIÓN ATMOSFÉRICA Mapa de isoyetas de la cuenca del río Tuy

39 HIDROGEOQUÍMICA Instituto de ciencias de la Tierra Asignatura Hidrogeoquímica