- Balance hídrico
- Balance hídrico y relaciones de demanda-oferta de agua
- Oferta hídrica en cuencas hidrográficas
- Oferta hídrica para abastecimiento municipal
- Cálculo de la oferta hídrica
Balance hídrico
El concepto de balance hídrico se deriva del concepto de balance en contabilidad, es decir, que es el equilibrio entre todos los recursos hídricos que ingresan al sistema y los que salen del mismo, en un intervalo de tiempo determinado. Sintéticamente puede expresarse por la fórmula:
Para la determinación del balance hídrico se debe hacer referencia al sistema analizado. Estos sistemas pueden ser, entre otros:
Una cuenca hidrográfica;
Un embalse;
Un lago natural;
Un país;
El cuerpo humano.
Balance hídrico de una cuenca hidrográfica
El estado inicial (en el instante t) de la cuenca o parte de esta, para efecto del balance hidrico, puede definirse como, la disponibilidad actual de agua en las varias posiciones que esta puede asumir, como por ejemplo: volumen de agua circulando en los ríos, arroyos y canales; volumen de agua almacenado en lagos, naturales y artificiales; en pantanos; humedad del suelo; agua contenida en los tejidos de los seres vivos; todo lo cual puede definirse también como la disponibilidad hídrica de la cuenca.
Las entradas de agua a la cuenca hidrográfica pueden darse de las siguientes formas:
Precipitaciones: lluvia; nieve; granizo; condensaciones.
Aporte de aguas subterráneas desde cuencas hidrográficas colindantes, en efecto, los límites de los acuiferos subterráneos no siempre coinciden con los límites de los partidores de aguas que separan las cuencas hidrográficas.
Transvase de agua desde otras cuencas, estas pueden estar asociadas a:
Descargas de centrales hidroeléctricas cuya captación se sitúa en otra cuenca, esta situación es frecuente en zonas con varios valles paralelos, donde se construyen presas en varios de ellos, y se interconectan por medio de canales o túneles, para utilizar el agua en una única central hidroeléctrica.
Descarga de aguas servidas de ciudades situadas en la cuenca y cuya captación de agua para uso humano e industrial se encuentra fuera de la cuenca, esta situación es cada vez más frecuente, al crecer las ciudades, el agua limpia debe irse a buscar cada vez más lejos, con mucha frecuencia en otras cuencas.
Las salidas de agua pueden darse de las siguientes formas:
Evapotranspiración: de bosques y áreas cultivadas con o sin riego.
Evaporación desde superficies líquidas, como lagos, estanques, pantanos, etc.
Infiltraciones profundas que van a alimentar acuíferos.
Derivaciones hacia otras cuencas hidrográficas.
Salida de la cuenca, hacia un receptor o hacia el mar.
El establecimiento del balance hídrico completo de una cuenca hidrográfica es un problema muy complejo, que involucra muchas mediciones de campo. Con frecuencia, para fines prácticos, se suelen separar el balance de las aguas superficiales y el de las aguas subterráneas.
Balance hídrico y relaciones de demanda–oferta de agua
Es así como para obtener la oferta hídrica neta se requiere además tener en cuenta al caudal necesario para mantener el régimen hidrológico mínimo y sostener a los ecosistemas, con las restricciones de la disponibilidad de agua para diferentes usos por las alteraciones de su calidad.
En cuanto al comportamiento de la oferta anual, generalmente se evalúa para condiciones hidrológicas de un año normal (medio), definido como aquél cuya escorrentía corresponde al valor medio multianual de series históricas de caudales representativos. El año seco se identifica como el de menor valor anual, tomando en ambos casos como base los caudales de las series representativas y su distribución mensual.
Oferta hídrica en cuencas hidrográficas
Para evaluar la oferta de varios sistemas hidrográficos en algunos casos, se consideran las isolíneas de escorrentía del balance hídrico. Se estima el volumen entre isolíneas contiguas de escorrentía, mostrándose la variación a lo largo de cada cuenca, así como el volumen total correspondiente.
Adicionalmente, para cada uno de los sistemas se estiman los volúmenes disponibles, considerándose no sólo los generados en su propia área, sino los producidos y acumulados aguas arriba.
Para lograr en cada una de las cuencas una aproximación a la condición hidrológica más desfavorable, se selecciona el mes seco, definido como aquél con el menor valor promedio del año, tomando como base los datos característicos de las series de caudales históricos.
Oferta hídrica para abastecimiento municipal
En la evaluación del comportamiento de la oferta hídrica en todo un municipio, se consideraran las isolíneas de escorrentía y la superficie total de las microcuencas que integran un municipio. Esto permite establecer, en forma general y como una guía, el volumen medio disponible.
A la oferta municipal se le adiciona el volumen correspondiente al caudal aguas arriba del área de los ríos que pasan por su jurisdicción.
La oferta disponible para abastecer las concentraciones de demanda se basa en sistemas complejos de almacenamiento y transporte que, para satisfacer las demandas crecientes, recurren a fuentes cada vez más lejanas, incluyendo en algunos casos trasvases de otras cuencas.
En estas situaciones la estimación de la oferta, basada únicamente en los caudales de las fuentes que abastecen los municipios, tiende a ser demasiado baja, en relación con las altas concentraciones de la demanda y no corresponde al comportamiento real de estos sistemas.
Cálculo de la oferta hídrica
La oferta hídrica de una cuenca, es el volumen disponible para satisfacer la demanda generada por las actividades sociales y económicas del hombre. Al cuantificar la escorrentía superficial a partir del balance hídrico de la cuenca, se estima la oferta de agua superficial de la misma.
El conocimiento del caudal del río, su confiabilidad y extensión de la serie del registro histórico son variables que pueden influir en la estimación de la oferta hídrica superficial. Cuando existe información histórica confiable de los caudales con series extensas, el caudal medio anual del río es la oferta hídrica de esa cuenca.
Para los efectos de calcular la oferta hídrica en una cuenca hidrográfica, se aplica según cada caso las siguientes metodologías de acuerdo con la información disponible y características físicas de la cuenca:
a) Balance hídrico: Para cuencas hidrográficas con un registro de las variables climatológicas e hidrológicas mayor de 10 años, situación esta que permite estimar la oferta hídrica media anual. Esta metodología se aplica en cuencas instrumentadas y con un área de drenaje mayor (más de 250 km²);
b) Caudal medio puntual en las corrientes de interés: Cuando los registros de caudal generan series cortas y no confiables (series anuales menores de dos años);
c) Relación lluvia-escorrentía: Aplicable en cuencas menores, es decir cuyas áreas de drenaje sean inferiores a 250 km², cuencas no instrumentadas y en consecuencia no cuentan con registros de caudal para la estimación de la oferta superficial mensual.
Autor:
Edgar José Alvarado Rivas