Cicle de l'Aigua, Balanç Hídric i Usos: Guia Completa d'Hidrologia

Cicle de l'Aigua i Balanç Hídric

Fases del Cicle de l'Aigua

Evapotranspiració

L’aigua dels oceans i dels continents, per acció del sol, s’evapora i passa a l’atmosfera en forma de gas (vapor). També els éssers vius (la biosfera) aporten vapor d’aigua a l’atmosfera mitjançant la transpiració, que és especialment important a les grans masses forestals. El terme evapotranspiració es refereix a la suma dels dos processos.

Precipitació

L’aire carregat de vapor puja a les capes fredes de l’atmosfera (entre -20ºC i -30ºC), on es produeix la condensació; apareixen petits cristalls de gel i gotes d’aigua freda.

Escolament

Es fa servir aquest terme com a denominació del retorn de l’aigua als oceans.

Camins de Retorn de l'Aigua

La precipitació que cau sobre la superfície de la Terra segueix camins diferents abans de retornar a l’inici del cicle:

• Una part de l’aigua és aprofitada pels éssers vius, vegetals i animals, i tornarà a l’atmosfera per transpiració.
• Una altra part va a parar al mar mitjançant l’escolament superficial, que es pot produir a través de les lleres dels rius i torrents.
• Una part s’infiltra cap al subsòl i forma l’escolament subterrani.

El balanç del cicle es pot resumir en la següent equació:

Precipitació = Evapotranspiració + Escolament

Aportacions de Material als Oceans

Els oceans reben aportacions de material i aigua de diverses fonts:

Rius

Les aportacions quantitativament més importants provenen dels rius, que incorporen als oceans material dissolt i també material en forma de partícules sòlides. Aquestes aportacions, però, queden restringides a les regions costaneres.

Aigües Hidrotermals i Materials Volcànics

S’originen en fractures del fons marí per les quals circula l’aigua. A causa d’això, es produeixen canvis de composició a conseqüència de les interaccions químiques de les aigües amb les roques. D’aquesta manera, s’incorpora material a l’oceà a grans fondàries.

Glaceres

Tenen un impacte molt reduït en la composició de l’aigua del mar. Hi incorporen sobretot material insoluble, aportació que queda restringida a les regions polars.

Atmosfera

És una font que aporta material a tota la superfície oceànica en forma de partícules sòlides, material soluble i gasos.

Conceptes Clau en Hidrologia

Aigües Superficials

El conjunt de cursos d’aigua que desguassen en un riu s’anomena xarxa de drenatge. Una conca hidrogràfica és la superfície de terreny ocupada per una xarxa de drenatge.

Exemples d'aigües superficials: Rius, Llacs, Glaceres.

Aigües Subterrànies

Les aigües dels rius, llacs o mars s’infiltren en el subsòl a través dels porus de les roques, per on poden circular o emmagatzemar-se, formant les aigües subterrànies.

El terme aqüífer es reserva per indicar un volum d’aigua subterrània.

Definició de Propietats

• Porositat: Relació entre els espais buits i el total de la roca.
• Permeabilitat: És la capacitat que té la roca de deixar circular l’aigua.
• Nivell freàtic: Nivell que marca el límit superior d’un aqüífer.
• Nivell piezomètric: Nivell en què la pressió de l’aigua coincideix amb l’atmosfèrica.

Balanç Hídric Global

El Balanç hídric és el balanç total del cicle de l’aigua en el conjunt del planeta (igual a 0).

L'equació detallada del balanç hídric és:

Precipitació = Evapotransp. + Escolament super. + Escolament subt.

Una conca geogràfica és una zona del terreny on l’aigua drena una llera.

Usos i Gestió de l'Aigua

Tipus d'Usos de l'Aigua

Els usos es classifiquen en consumptius i no consumptius:

• Els usos consumptius suposen una reducció de la quantitat i la qualitat de l’aigua.
• Els usos no consumptius no impliquen una reducció significativa.

Usos Consumptius

Es distribueixen fonamentalment en tres sectors:

1. Urbà i domèstic.
2. Industrial.
3. Agrícola.

Usos No Consumptius

Cal destacar l’ús energètic, el de l’oci i el de la navegació.

Usos Industrials Específics

• Fluid refrigerant: S’utilitza com a fluid que absorbeix la calor a través de diferents mecanismes.
• Agents de neteja: Es fa servir en l’eliminació d’impureses, taques i residus adherits a la superfície de productes, instal·lacions i maquinària, i en la higiene personal laboral.

Usos Agrícoles

• Reg de superfície o per gravetat: L’aigua es mou per efecte de la gravetat i, per tant, no cal cap aportació d’energia.
• Reg pressuritzat: Inclou diversos sistemes que requereixen una aportació d’energia.

Tècniques de Gestió Hídrica

• Destil·lació: S’utilitza una font de calor per fer evaporar l’aigua, que posteriorment es condensa.
• Transvasaments: Consisteixen en l’exportació d’aigua des de les conques excedentàries cap a les deficitàries.