Ciclo del agua, agua en el suelo, acuíferos y manantiales: conceptos clave de hidrología

Agua atmosférica y precipitación

El agua de la precipitación sigue diferentes caminos una vez llega a la superficie terrestre:

1. Evaporación: parte del agua se evapora directamente.
2. Intercepción: parte del agua es interceptada por la vegetación y devuelta a la atmósfera.
3. Infiltración: parte del agua se infiltra en el terreno. De esta, una parte se evapora, otra se desplaza como escorrentía hipodérmica (agua infiltrada que circula siguiendo las fuerzas de la gravedad por encima del nivel de saturación), otra llega a la zona saturada como escorrentía subterránea y otra es absorbida por las plantas y sufre transpiración.
4. Escorrentía superficial: cuando el agua circula por la superficie, parte se pierde por evaporación.
5. Escorrentía diferida: agua superficial que queda retenida en lagos, charcas, etc.

Conceptos de recursos hídricos

• Recurso hídrico natural: caudal de agua que entra o sale de un sistema determinado (L³/t).
• Recurso hídrico disponible: caudal de agua con posibilidad de ser utilizado.

Reservas de agua

• Reserva renovable: volumen de agua que se infiltra cada año debido a la recarga por precipitación o escorrentía superficial.
• Reserva permanente: volumen de agua que queda por debajo de la zona de variación anual y que corresponde al espesor saturado del acuífero.
• Reserva explotable: volumen de agua que puede extraerse de un acuífero a largo plazo sin poner en peligro su calidad ni generar sobreexplotación.

Recurso: caudal de agua que entra o sale de un sistema determinado (L³/t).

Reserva: volumen de agua que almacena un acuífero (L³). Reserva = volumen de acuífero × porosidad.

Agua en el suelo

1. Constitución

El agua está unida a las partículas del suelo por fuerzas físicas:

• a) Retención: higroscópica y pelicular.
• b) Capilar: agua aislada o continua.
• c) Gravífica.

Humedad

Parámetro que mide el agua contenida en el suelo.

• Humedad gravimétrica: masa de agua por masa de suelo seco.
• Humedad volumétrica: Vol. total de agua / Vol. total de suelo.

Densidad

• Densidad aparente: tiene en cuenta el volumen total de suelo y de huecos vacíos (ρ = masa de materia sólida / volumen total).
• Densidad normal: solo considera el volumen de materia sólida.

Grado de saturación

Relaciona el volumen de agua y el volumen de vacíos (V agua / V vacíos).

Todos estos parámetros se expresan en %.

Acuíferos

Acuíferos de origen primario

Aluviales y glaciares (formados en la zona de fusión del hielo glaciar).

Acuíferos de origen secundario

• Calizas: las fracturas se ensanchan por karstificación, siendo la porosidad secundaria la más importante.
• Basaltos: no son tan buenos acuíferos como las calizas.

Manantiales

Clasificación según la temperatura

Termales, fríos y mesotermales.

Clasificación según el tipo de acuífero

Artesianos y por gravedad.

Clasificación según la variabilidad del caudal

Perennes, intermitentes, esporádicos y periódicos.

Clasificación de Bryan

1. Manantiales no gravitacionales

Su origen es muy profundo y no tienen mucha relación con el ciclo hidrológico. Serán aguas termales de elevada mineralización. No tienen variaciones estacionales debido a su escasa relación con el ciclo hidrológico.

• a) Volcánicos: relacionados con actividad volcánica, termales y mineralizados.
• b) Fisurales: asociados a fracturas profundas, termales y mineralizados.

2. Manantiales gravitacionales

Afectados por variaciones estacionales. Resultan del flujo de agua subterránea sometida a la presión hidrostática.

• a) Manantial de depresión: se da en zonas deprimidas topográficamente y resulta de la intersección del nivel freático con la superficie topográfica.
• b) De contacto: se da donde un material permeable se sitúa sobre otro impermeable. Es el tipo más común; puede ser por desbordamiento o derrame.
• c) Artesiano (de falla): una falla permite que el agua subterránea salga a la superficie. Asociado a acuíferos confinados. Pueden ser termales.
• d) En roca impermeable: canales tubulares como tubos de lava o fracturas que se dan en rocas impermeables.
• e) Submarinos: típicos de acuíferos kársticos.

Caudal del manantial

Depende del área de recarga y de la tasa de recarga, y varía en función de las variaciones en la recarga. Las variaciones son más suaves en manantiales relacionados con acuíferos de mayor área de recarga.