Balance de agua

La ley del balance hídrico establece que las entradas a cualquier sistema o área de agua son iguales a sus salidas más el cambio en el almacenamiento durante un intervalo de tiempo. [1] [2] En hidrología , se puede usar una ecuación de balance hídrico para describir el flujo de agua dentro y fuera de un sistema. Un sistema puede ser uno de varios dominios hidrológicos o hídricos, como una columna de suelo , una cuenca de drenaje , un área de riego o una ciudad. El balance hídrico también puede referirse a las formas en que un organismo mantiene el agua en condiciones secas o cálidas. A menudo se comenta en referencia a plantas o artrópodos, que tienen una variedad de mecanismos de retención de agua, incluido un recubrimiento de cera de lípidos que tiene una permeabilidad limitada.

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Balance hídrico de la cuenca del Nilo

Equilibrio hídrico en una cuenca

Una ecuación general del balance hídrico es: [3]

P = R + ET + Δ S

dónde

P es precipitación
R es flujo de corriente
ET es la evapotranspiración
Δ S es el cambio en el almacenamiento (en el suelo o en el lecho rocoso / agua subterránea )

Esta ecuación utiliza los principios de conservación de la masa en un sistema cerrado, por el cual cualquier agua que ingrese a un sistema (a través de la precipitación), debe ser transferida a evaporación, transpiración, escorrentía superficial (eventualmente llegando al canal y saliendo en forma de descarga de río) , o almacenados en el suelo. Esta ecuación requiere que el sistema esté cerrado, y donde no lo está (por ejemplo, cuando la escorrentía superficial contribuye a una cuenca diferente), esto debe tenerse en cuenta.

Los balances hídricos extensos se discuten en hidrología agrícola .

Se puede utilizar un balance hídrico para ayudar a administrar el suministro de agua y predecir dónde puede haber escasez de agua. También se utiliza en riego , evaluación de escorrentías (por ejemplo, a través del modelo RainOff [4] ), control de inundaciones y control de contaminación . Además, se utiliza en el diseño de sistemas de drenaje subterráneo que pueden ser horizontales (es decir, utilizando tuberías, drenajes de tejas o zanjas) o verticales ( drenaje por pozos ). [5] Para estimar el requerimiento de drenaje, el uso de un balance hídrico hidrogeológico y un modelo de agua subterránea (por ejemplo, SahysMod [6] ) puede ser fundamental.

El balance hídrico se puede ilustrar usando un gráfico de balance hídrico que traza los niveles de precipitación y evapotranspiración a menudo en una escala mensual.

Se habían desarrollado varios modelos de balance hídrico mensual para diversas condiciones y propósitos. Los modelos de balance hídrico mensual se habían estudiado desde la década de 1940. [7]

“Hacer que el agua esté disponible para sus múltiples usos y usuarios requiere herramientas e instituciones para transformarla de un recurso natural a uno que brinda servicios”. [8] Esto significa que hay dos tipos de sistemas de agua: Sistema de recursos hídricos (WRS) y Sistema de uso de agua (WUS).

Un WRS, como un río, un acuífero o un lago, debe obedecer al equilibrio hídrico. Por ejemplo, el volumen de agua que ingresa a un acuífero debe ser igual a la cantidad que lo abandona más su cambio de almacenamiento. Bajo varios factores, como el cambio climático , el aumento de la población y la mala gestión, el almacenamiento de agua de muchos WRS está disminuyendo, digamos por década. Esto significa que el volumen de agua en un WRS disminuyó después de una década, es decir, el flujo de entrada fue menor que el de salida durante ese intervalo de tiempo. [9]

En general, un WUS es una construcción de agua de un usuario, como una ciudad, una industria, una zona de riego o una región, y no un área geográfica. El esquema de un WUS muestra las entradas y salidas. Para un WUS, el cambio en el almacenamiento es insignificante (en relación con su flujo de entrada) en un intervalo de tiempo adecuado, por lo que el balance de agua se convierte en flujo de entrada igual al flujo de salida con nueve tipos de ruta de agua (WPT): [10]

Un esquema típico de un sistema de uso de agua (WUS) con sus nueve tipos de ruta de agua fijos

Por supuesto, en lugar de un río, podría ser un acuífero que suministra agua a un WUS como fuente principal. Examinemos brevemente un suministro de agua urbano sobre una base anual como un ejemplo simplificado. Tiene ET y PP insignificantes (WUS es una red de tuberías), tiene una cantidad limitada de agua del agua subterránea (OS), tiene un flujo de retorno a la fuente principal (RF) después de pasar por una Planta de tratamiento de aguas residuales y el tipo RP tiene varias Instancias de ruta (WPI), como fugas y agua que se toma para regar las zonas verdes. Considerando que el cambio anual en el almacenamiento de un área urbana es insignificante, la ecuación del balance hídrico se convierte en

Se pueden utilizar varias medidas de diagnóstico en hidrología para seleccionar y evaluar el rendimiento de los modelos de balance hídrico.

  • Modelos que utilizan la precipitación (lluvia) como entrada
  • Modelos que utilizan la lluvia y la temperatura como entrada
  • Modelos que utilizan la lluvia y la evaporación potencial como entrada
  • Modelos que utilizan datos de entrada diarios

  • Hidrología (agricultura)
  • Hidrología de cuencas hidrográficas
  • Modelo de escorrentía (embalse)
  • El ciclo del agua

  1. ^ Sutcliffe, JV (2004). Hidrología: una cuestión de equilibrio . Asociación Internacional de Ciencias Hidrológicas (IAHS).
  2. ^ Viessman, W .; Lewis, GL (1996). Introducción a la hidrología (Cuarta ed.). Editores de HarperCollins College.
  3. ^ http://www.alevelgeography.com/water-balance/
  4. ^ "RainOff, modelo de escorrentía superficial" . Consultado el 28 de julio de 2010 .
  5. ^ "Artículos y software gratuitos sobre drenaje de terrenos anegados bajo riego" . Consultado el 28 de julio de 2010 .
  6. ^ "Modelo de agua subterránea de Sahysmod" . Consultado el 28 de julio de 2010 .
  7. ^ Xu, C.-Y .; Vicepresidente Singh (1998). "Una revisión de los modelos de balance hídrico mensual para las investigaciones de los recursos hídricos". Gestión de recursos hídricos . 12 (1): 31–50. doi : 10.1023 / A: 1007916816469 . S2CID  153801907 .
  8. ^ Panel de alto nivel sobre el agua. "Principios de Bellagio sobre la valoración del agua" (PDF) . Naciones Unidas, Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) . Consultado el 24 de febrero de 2021 .
  9. ^ National Geographic. "8 ríos caudalosos se secan por uso excesivo" . National Geographic . Consultado el 25 de febrero de 2021 .
  10. ^ Haie, Naim (2020). Teoría de la Gestión Transparente del Agua: Sequidad en Sequidad . Saltador.

  • RJ Oosterbaan. "DRENAJE E HIDROLOGÍA / SALINIDAD" (PDF) . www.waterlog.info . Consultado el 20 de mayo de 2016 .