CONCEPTO DE HIDROLOGÍA La Hidrología o Hidrografía es la ciencia de la naturaleza que estudia el agua dentro del planeta Tierra, tanto en los aspectos de ocurrencia como acumulación y circulación desde el punto de vista cualitativo, cuantitativo y estadístico. La hidrosfera es donde tiene lugar el ciclo hidrológico y se localiza entre los 15 Km. por encima de la superficie terrestre y 1 Km. por debajo. La Hidrología contiene además de una parte cualitativa próxima a la Geografía, una parte cuantitativa relacionada con otras ciencias como la Física de la Atmósfera y la Meteorologíaque intervienen en la formación de nubes y en la precipitación. La Geología y mejor la Hidrogeología se utiliza al estudiar las aguas subterráneas. La Hidráulica es necesaria para el estudio del movimiento del agua. La Química se utiliza en lo relacionado con la composición y calidad de las aguas. La Agronomía y la Edafología permiten el conocimiento de las relaciones entre la capa vegetal y el agua. La Estadística proporciona el soporte matemático que permite el estudio de la distribución de los fenómenos hidrológicos que son esencialmente estocásticos.
Ramas de la hidrología * Hidrología química: estudio de las características químicas del agua. * Ecohidrología: estudio de las interacciones entre los organismos vivos y el ciclo hidrológico. * Hidrogeología: estudio de la presencia y movimiento del agua en acuíferos. * Hidroinformática: adaptación de la tecnología de la información a la hidrología y sus aplicaciones a los recursos de agua. * Hidrometeorología: estudio de la transferencia de agua y energía entre las superficies de tierra y agua y la atmósfer atmósfera a inferior. * Hidrología de isótopos: estudio de las firmas isotópicas del agua. * Hidrología superficial: estudio de los procesos hidrológicos que tienen lugar en la superficie de la Tierra o cerca de ella. Campos relacionados * Química acuática * Ingeniería civil * Climatología * Ingeniería ambiental
* Geomorfología * Hidrografía * Ingeniería hidráulica * Limnología * Oceanografía * Geografía física
Medidas hidrológicas El movimiento del agua por la Tierra puede ser medido de varias formas. Esta información es importante tanto para la evaluación de los recursos de agua como para el entendimiento de los procesos implicados en el ciclo hidrológico. Lo siguiente es una lista de dispositivos usados por los hidrólogos y lo que miden: * Disdrómetro - características de precipitación. * Olla de evaporación de Symon - evaporación. * Infiltrómetro - infiltración. * Piezómetro - presión de agua subterránea y, por inferencia, profundidad del agua subterránea. * Radar - propiedades de las nubes, estimación de la tasa de lluvia, y detección de nieve y granizo. * Pluviómetro - lluvia y nevada. * Satélite - identificación de áreas lluviosas, estimación de la tasa de lluvia, uso y cobertura de la tierra, humedad del suelo. * Higrómetro - humedad. * Corrientómetro - flujo de corriente. * Tensiómetro - humedad de suelo. * Reflectómetro de dominio temporal - humedad de suelo. * Sonda de capacitancia - humedad del suelo.
Transporte hidrológico El movimiento del agua es un medio significativo por el cual otros materiales, como el suelo o los contaminantes, son transportados de un lugar a otro. Desde los años 60, se han desarrollado modelos matemáticos bastante complejos, facilitados por la disponibilidad de ordenadores de alta velocidad. Las clases de contaminantes más comunes que se analizan son nutrientes, pesticidas, y sólidos y sedimentos disueltos.
Aplicaciones de la hidrología * Determinación del equilibrio de agua de una región. * Diseño de proyectos de restauración ribereños. * Mitigación y predicción de inundaciones, desprendimiento de tierras y riesgo de sequía. * Pronóstico de inundaciones en tiempo real y advertencias. * Diseño de esquemas de irrigación y administración de la productividad agrícola. * Parte del módulo de riesgo en modelado de catástrofes. * Suministro de agua potable.
* Diseño de presas para abastecimiento de agua o generación de energía hidroeléctrica. * Diseño de puentes. * Diseño de alcantarillas y sistemas de drenaje urbano. * Análisis del impacto de la humedad antecedente en sistemas de alcantarillado sanitarios. * Predicción de cambios geomorfológicos, como erosión o sedimentación. * Evaluación de los impactos de cambio ambiental natural y antropogénico en los recursos del agua. * Evaluación del riesgo de transporte de contaminantes y establecimiento de pautas de política ambiental. El agua y su importancia El agua es la sustancia que ha permitido al ser humano establecerse en zonas determinadas y progresar en diversas tareas. Es el componente principal de la materia viva pues constituye del 50 al 90% de la masa de los organismos. El punto de congelación del agua es de 0 °C y su punto de ebullición de 100 °C; a la presión atmosférica 760 mm de mercurio; y a una temperatura de 4 °C alcanza su máxima densidad. El suministro de agua contaminada puede contribuir a la transmisión de enfermedades gastrointestinales como el cólera, la fiebre tifoidea, la disentería y la gastroenteritis, además de afecciones virales como la hepatitis infecciosa. También la carencia de agua para la higiene personal y el saneamiento del ambiente, son factores que contribuyen a la diseminación de estos males, por lo que es de vital importancia para todos los países, realizar estudios hidrogeológicos de manera intensiva y extensiva que permitan conocer con alta precisión la distribución, cantidad y calidad del agua con que cuentan en sus dominios territoriales para optimizar la planeación del desarrollo sustentable. Nuestro planeta experimenta un progresivo descenso en la calidad y disponibilidad del agua. Un considerable porcentaje de la población rural y urbana del mundo carece de acceso directo a agua no contaminada. En algunas regiones las reservas han sido contaminadas en diferentes grados de intensidad con productos químicos tóxicos. Lo anterior, resalta la importancia de la hidrología, ciencia que estudia la distribución del agua en la Tierra, sus reacciones físicas y químicas con otras sustancias existentes en la naturaleza y su relación con la vida en el planeta. El movimiento continuo de agua entre la Tierra y la atmósfera se conoce como ciclo hidrológico: se produce vapor de agua por evaporación en la superficie terrestre y en las masas de agua, y por transpiración de los seres vivos. Este vapor circula por la atmósfera y precipita en forma de lluvia o nieve. Durante la condensación y precipitación, la lluvia o la nieve absorben de la atmósfera cantidades variables de dióxido de carbono, otros gases y ocasionalmente sustancias radiactivas, así como pequeñas cantidades de material orgánico e inorgánico que posteriormente se precipitan juntamente con el agua.
El ciclo del agua
El agua subterránea Es la que se encuentra por debajo de la superficie, confinada a una presión igual o mayor que la atmosférica, satura el medio rocoso a través del cual se mueve y se almacena. El líquido puede presentarse en espacios abiertos de las unidades litológicas tales como hendiduras entre los cristales o granos, fallas, diaclasas, contactos litológicos y otras discontinuidades, así como en cavidades en las rocas originadas por enfriamiento, disolución o intemperismo. El movimiento y almacenamiento del agua subterránea, dependen del espesor, textura y estructura de las rocas que constituyen la corteza terrestre, además de la capacidad física del agua para moverse a través de un medio permeable. Asimismo, el desequilibrio originado por la interacción de las diferentes fuerzas, como las presiones diferenciales y la gravedad, hacen que el agua se mantenga en movimiento constante, creando depósitos que abastezcan a pozos y manantiales, conservando el flujo de algunos arroyos durante los periodos de sequía. Las unidades litológicas que tienen una mayor capacidad de almacenar y proporcionar el vital líquido son denominadas acuíferos. Pueden ubicarse cerca de la superficie de la tierra contenidos en rocas permeables o confinados a profundidad en rocas fracturadas y/o falladas.
Tipos
de
capas
acuíferas
Los acuíferos son abastecidos o recargados por el agua que ha caído sobre la superficie de la tierra como resultado de la precipitación pluvial, granizo o nieve, y se dispersa a través de suelos, arenas, gravas y rocas fracturadas; así queda almacenada en una o varias formaciones geológicas constituidas por rocas permeables que contienen y conducen el líquido. Un manto acuífero de forma y textura uniformes y que fluye libremente (sea cercano a la superficie o se encuentre a profundidad) adopta la forma de un cono invertido, conocido como cono de depresión, éste tiene su vértice en el nivel dinámico del agua en el pozo durante el bombeo, y la base del cono en el nivel estático del agua.
Cono
de
depresión
en
las
cercanías
de
un
pozo
con
bomba
trabajando
El agua subterránea se encuentra prácticamente en todas partes, pero solamente puede ser extraída en cantidades significativas cuando se acumula de forma abundante al ser entrampada en lugares apropiados y específicos de los acuíferos. Está presente también en la porción superior del suelo, en donde se adhiere, por acción capilar, a las partículas del mismo. En este estado, se le denomina agua ligada y tiene unas características diferentes del agua libre. En su circulación por encima y a través de la corteza terrestre, el agua reacciona con los minerales del suelo y de las rocas. Los principales componentes disueltos en el agua superficial y subterránea son: carbonatos de sodio, cloruros, sulfatos, potasio, calcio y magnesio. Las aguas subterráneas poco profundas, cuando están contaminadas pueden contener grandes cantidades de compuestos de nitrógeno y de cloruros, derivados de los desechos humanos y animales. Generalmente, las aguas de los pozos profundos sólo contienen minerales en solución.