Características hidrológicas y regímenes fluviales

Geografía. Hidrogeografía. Agua. Lagos. Glaciares. Presas. Canales

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unidad didáctica III

LAS AGUAS: RÍOS, LAGOS Y HUMEDALES

'Características hidrológicas y regímenes fluviales'

· TEMA X: CARACTERÍSTICAS HIDROLÓGICAS Y REGÍMENES

FLUVIALES

introducción

  • EL CICLO DEL AGUA

El agua es un elemento básico del clima: cumple un papel fundamental en el ciclo energético y es el principal elemento responsable de los cambios de tiempo en los distintos climas regionales (humedad atmosférica).

El agua existe de forma natural en los tres estados de agregación de la materia: sólido (en forma de hielo), gaseoso (en forma de vapor de agua), líquido (agua líquida).

'Características hidrológicas y regímenes fluviales'
Tanto la posición geográfica del agua como su estado físico están en constante modificación por la serie de intercambios permanentes de humedad entre océanos, continentes y atmósfera, denominados

CICLO HIDROLÓGICO, cuyas fases más importantes son evaporación, condensación y precipitación.

Cada año, se estima que 496.000 km3 de agua se evapora de los océanos (93,7 %)y continentes (16,3%) a la atmósfera, que es devuelta a la Tierra por precipitación, en forma de lluvia o nieve.

Pero esta precipitación cae en distinta cantidad sobre océanos y continentes: en los océanos el volumen de agua evaporada sobrepasa el volumen de agua precipitada, mientras que en los continentes las precipitaciones superan a la evaporación. El equilibrio entre ambos circuitos se establece por advección horizontal del vapor de los océanos a los continentes y por el retorno del agua hacia los océanos por escorrentía superficial o subterránea.

Pero el ciclo hidrológico no se agota en el cambio de estado y en el transporte de agua. Comprende también la evaporación directa desde el suelo a través de las plantas, la infiltración a escasa profundidad para evaporarse en un corto periodo de tiempo por diversas vías y la saturación, fase en la que todos los poros e intersticios de las capas superficiales se llenan de agua, que por gravedad desciende hasta una zona impermeable, formando los acuíferos.

El ciclo hidrológico constituye un sistema cerrado (puede intercambiar energía a través de sus límites, pero no materia).

  • LAS AGUAS CONTINENTALES

· Subterráneas

  • Mantos de agua fósil.

  • Mantos de recarga actual, a diferentes profundidades, que reciben su agua por escurrimiento o filtración gravitacional de la que cae o existe en la superficie.

· De superficie

Se originan en las aguas subterráneas, se deben exclusivamente a la precipitación o son el resultado de la combinación de ambas.

  • Aguas de escorrentía. De carácter efímero y temporal. Se producen a continuación de las lluvias y no circulan por lechos claramente dibujados.

  • Aguas de arroyada. Si tienen carácter difuso pueden incorporarse a las anteriores; si son concentradas dan lugar a torrentes, cuyos ritmos de circulación son espasmódicos, pero se escriben en unos espacios bien dibujados.

  • Aguas fluviales (Ríos). De circulación casi siempre constante a lo largo de unos cauces más o menos largos, articulándose en el espacio en las llamadas cuencas fluviales, en las que hay una jerarquización de una red de ríos afluentes a uno principal.

  • Lagos. Acumulación estacionaria de agua, procedente de las categorías anteriores, en determinados lugares.

  • Neveros. Acumulación de agua sólida (precipitación en forma de nieve) no permanente.

  • Glaciar. Acumulación permanente de agua sólida

  • LA CULTURA DEL AGUA EN ESPAÑA

· La Península Ibérica durante el Imperio Romano

Gran desarrollo de la ingeniería hidráulica: canales para riego y navegación, presas, estanques, acueductos, uso del agua para la explotación minera (sistema de ruina montium).

· La España musulmana

Desarrollo de inteligentes sistemas de aprovechamiento y distribución del agua (invención del azud, acequias...). Aprovechamiento de las infraestructuras romanas y creación de muchas otras. Organización racional y eficaz de las tierras de regadío (s.X Tribunal de Aguas de Valencia).

· Obras hidráulicas importantes de época medieval

Presas de Tudela (s.XII), Almonacid (s.XIII Jaime I), Manresa (s.XIV) y Almansa (s.XIV).

· Grandes canales iniciados bajo el reinado de Carlos I

  • Canal Imperial de Aragón (Acequia Imperial), terminado a finales del s.XVIII se extiende desde Tudela hasta Zaragoza.

  • Canal de Castilla, terminado a mediados del s.XIX.

Finalidad: convertir en regadío extensas superficies poco productivas; fracasan en el intento de ser vías de transporte masivo y rentable.

· s.XIX

  • Canal de Isabel II, que lleva a Madrid las aguas del Lozoya, sustituyendo el abastecimiento tradicional. Sistema ingenioso en el uso de aguas subterráneas.

· s.XX

  • Auge de la construcción de grandes embalses para el aprovechamiento hidroeléctrico durante la Dictadura de Primo de Rivera y el Régimen de Franco.

· Actualidad

Derroche de agua en el consumo humano y en el regadío. Urbanismo salvaje que no tiene en cuenta la disponibilidad de agua. Tensiones intraestatales por el agua.

Infraestructura hidráulica:

  • +1.000 embalses - Capacidad: + 50.000 hm3.

  • +500.000 pozos - Caudal: + 5.500 hm3 (80% consumido por el regadío).

  • Red principal de distribución (5.000 km). Capacidad: +500 l/seg.

  • Muros de contención contra avenidas (620 km).

  • Regulación de cauces (919 km).

  • Trasvases (12).

  • RASGOS DE LA HIDROLOGÍA PENINSULAR

Globalmente, España no es deficitaria en agua.

  • Precipitación anual media: 672 mm/m2 x Superficie (505.956 km2) = 340 km3.

  • Reparto de la precipitación anual (340 km3):

· 224 km3 - Evaporación directa.

· 70 km3 - Infiltraciones, saturación, escorrentía...

· 46 km3 - Consumo agrícola (24 km3), industrial (15 km3) y humano directo (7 km3).

Desequilibrios espacio-temporales en la precipitación (P. Ibérica húmeda con precipitaciones regulares / P. Ibérica seca con lluvias torrenciales en determinadas épocas) que se han agudizado a finales del s.XX.

Soluciones: creación de nuevas infraestructuras y modernización de las instalaciones para evitar pérdidas; adopción de una nueva cultura del agua; ahorro (En la Agricultura: adopción del riego por goteo o microaspersión); evitar la contaminación; preservación del patrimonio hidráulico; investigación.

Islas Baleares:

  • Precipitación anual media: 590 mm/m2 = 2.960 hm3.

  • Volumen aprovechable: 660 hm3. [Aguas superficiales: 180 hm3. Aguas subterráneas: 480 hm3.]

Islas Canarias:

  • Precipitación anual media: 362 mm/m2 = 2.630 hm3.

  • Volumen aprovechable: 420 hm3. [Aguas superficiales: 20 hm3. Aguas subterráneas: 400 hm3.]

  • Profundos contrastes pluviométricos entre las diversas islas.

  • ELEMENTOS DEL RÉGIMEN FLUVIAL

  • Formas que adopta o circunstancias espacio-temporales por las que atraviesa un río.

    • caudal m3/s

    = Descarga. Cantidad de agua en metros cúbicos que pasa por un punto concreto o sección transversal del río durante 1 segundo.

    Información tomada diariamente en las 750 estaciones de aforo españolas.

    RÍO

    DESEMBOCADURA

    m3/seg

    anual - hm3/seg

    DUERO-DOURO

    650

    (Último aforo español.) 325

    20.498

    10.249

    EBRO

    614

    19.740

    TAJO-TEJO

    500

    (Último aforo español.) 250

    15.768

    7.884

    MIÑO

    340

    10.722

    GUADALQUIVIR

    (INTERIOR) 164

    5.172

    GUADIANA

    (Último aforo español.) 79

    2.491

    NALÓN

    107

    3.153

    JÚCAR

    21

    662

    LLOBREGAT

    19

    599

    • caudal ABSOLUTO m3 o hm3

    Total de los caudales por segundo que han que han circulado por un punto (la estación de aforo) a lo largo de un año.

    • caudal MEDIO m3/s

    Resultado de dividir el caudal el caudal absoluto por el número de segundos que tiene un año.

    • módulo

    Valor medio de las medias de caudal (caudal medio), registradas durante bastantes años (suelen ser 30) para que tengan cierta fiabilidad.

    • módulo específico l/seg / km2

    Resultado de dividir los litros por segundo por los km2 de cuenca, aguas arriba a partir del punto de la medición.

    Finalidad: conocer los recursos hídricos que proporciona un río y establecer comparaciones con otras cuencas.

    • aportación específica l/m2

    Relación entre el volumen total y la superficie de la cuenca expresada en l/m2.

    • coeficiente y déficit de DESAGÜE

    Resalta las diferencias entre el agua que recibe por precipitación anualmente la cuenca de un río y el agua que evacúa durante un año; es decir, diferencia entre las entradas y salidas.

    Las salidas siempre son inferiores a las entradas y la diferencia entre ambas es el agua que se habrá perdido por evaporación o que estará retenida.

    Las cifras se expresan en % en relación al volumen de agua precipitada.

    Así:

    • Coeficiente de desagüe: % correspondiente al agua evacuada por el río.

    • Déficit de desagüe: % correspondiente al agua evaporada o retenida.

    • regularidad e irregularidad fluvial: índice de irregularidad

    Conceptos que hacen referencia a las variaciones del caudal medio anual con respecto a la media ponderada de una serie no inferior a 30 años.

    Coeficiente de irregularidad: resultado de dividir el máximo medio por el mínimo medio, ambos anuales. Si el cociente es igual o inferior a 3, el río se considera regular, entre 3 y 7 semirregular o de transición y por encima de 7, irregular.

    Los ríos atlánticos gozan de una gran regularidad debido al clima.

    • Ebro en su curso alto (Arroyo: 2,3 coeficiente). Nalón al llegar al Cantábrico (2,6).

    Son muy irregulares los ríos del ámbito mediterráneo:

    • Júcar (8,2), Jalón (10,3), Guadalope (Alcañiz: 23,2), Guadalbullón (Mengíbar: 24,4).

    • VARIACIONES ESTACIONALES

    Para llevar un seguimiento estricto sobre la conducta de un río determinado se compara su caudal medio mensual con el del año, tomado como unidad, y los altibajos que se produzcan serán la expresión gráfica de si actuación mes tras mes.

    Los ríos pequeños y de régimen simple trasladan al gráfico las variaciones pluviométricas de su cuenca. Si el régimen se complica porque intervienen varios ríos secundarios que se alimentan de forma diferente, aparecerán agudos contrastes espacio-temporales entre las precipitaciones y las crecidas. Los ríos de montaña presentan un mínimo en el solsticio de invierno, por la retención nival y un máximo en primavera con el deshielo, reforzado o no con lluvias.

    • desbordamientos y estiajes

    Ambos conceptos van unidos a los caudales máximos y mínimos reales.

    Desbordamientos o avenidas: efectos catastróficos para el ser humano.

    Los estiajes son menos dramáticos.

    A menor tamaño de la cuenca, mayores son los desbordamientos y más profundos los estiajes.

    Los ríos de la vertiente N y NO no ofrecen caracteres extremos por la regularidad de las precipitaciones.

    Los ríos Tajo, Guadiana, Guadalquivir y Ebro no presentan grandes desbordamientos o avenidas debido a la extensión de sus cuencas.

    En los pequeños ríos del ámbito mediterráneo se producen los más catastróficos desbordamientos (otoño) y estiajes.

    • ACARREO DE SÓLIDOS

    Consecuencia inmediata de los desbordamientos.

    Efectos: colmatación de llanuras aluviales, reducción de las marismas, crecimiento de los deltas, enterramiento de embalses.

    La capacidad de arrastre de las aguas está en función de si dinámica, del grado de las pendientes, del tipo de suelos y del manto vegetal existente.

  • FACTORES DEL RÉGIMEN FLUVIAL

    • EXTENSIÓN Y TOPOGRAFÍA DE LA CUENCA FLUVIAL

    Por norma general, a mayor extensión de la cuenca, mayor caudalosidad.

    La topografía, con sus pendientes, actúa sobre los ritmos de fluencia, acelerándolos o ralentizándolos.

    • TIPOS DE MATERIALES

    Pueden ser: impermeables, permeables, solubles, insolubles, con diferentes grados de porosidad, de agregación, de compacidad y de estructura.

    Actúan sobre la caudalosidad, reteniendo o no cantidades de agua; sobre los ritmos de fluencia, frenando o no la circulación; sobre los arrastres o sobre la irregularidad-regularidad.

    • CONDICIONES CLIMÁTICAS

    Clima: principal factor responsable del régimen de los ríos.

    • Precipitaciones

    • Temperaturas

    • FACTORES BIÓTICOS

    - Vegetales

    Por un lado, protegen al espacio de la cuenca de la evaporación del agua del suelo, por otro, trasnpiran vapor de agua al realizar las funciones respiratorias. El saldo entre ambos efectos es positivo.

    La vegetación contribuye a que el ritmo de progresión de las crecidas sea más lento.

    Disminuyen el aporte de arrastres, al frenar los procesos erosivos.

    Hacen que la irregularidad y las variaciones estacionales sean menos acusadas, al retrasar la incorporación de agua de lluvia a los cursos de agua al ralentizar la circulación de superficie.

    • ACCIÓN HUMANA

    A través de las obras hidráulicas se modifica el régimen de fluencia. Por ejemplo, los embalses almacenan agua en épocas de abundancia para soltarla cuando hay escasez, disminuyendo así la irregularidad

    • ACCION DE LOS CASTORES

  • régimeNES FLUVIALES

    • régimen simple

    Ríos cuya cuenca tiene unos caracteres climáticos homogéneos.

    Es normal que los ríos de régimen simple sean pequeños o los cursos altos de los ríos mayores.

    - Nival

    Río es alimentado mayoritariamente por precipitaciones nivosas.

    > Fuerte reducción de caudal en invierno. / Aguas altas en primavera o comienzo de verano por el deshielo.

    Situación propia de los ríos de alta montaña.

    Ej. Segre, Seo de Urgel. Torrentera desde abril a junio.

    - Nivo-pluvial

    El predominio de la nieve no es tan patente como en el caso anterior.

    En el otoño hacen acto de presencia las lluvias que elevan el caudal hasta rozar el módulo medio (Ej. Ter en Ripoll). Las aguas descienden en invierno hasta la primavera, alcanzando el máximo principal en mayo. En el verano el caudal se mantiene cercano a la unidad por los aportes pluviales. En otoño se produce el máximo secundario.

    - Pluvio-nival

    Con este régimen son las lluvias las que tienen la hegemonía sobre las nieves. Sucede cuando hay un descenso altitudinal o una aproximación a la costa.

    Ej. Ríos de la Cordillera Central, Sistema Ibérico y Cordillera Cantábrica.

    El máximo caudal aparece a finales de invierno y principios de la primavera y el estiaje veraniego se alarga hasta entrado el otoño. Nivel mínimo en agosto y máximo secundario en diciembre.

    - Pluvial-oceánico

    Caudal regular y abundante, fruto del clima que lo alimenta. El máximo se concentra en el invierno y adquiere características estables: no rebasa el módulo 2.

    Estiaje durante el verano, sin llegar a los extremos mediterráneos.

    Ej. Miño.

    - Pluvial-mediterráneo

    Todos los ríos presentan tres picos, correspondientes al final del invierno o inicio primaveral (febrero-marzo), a finales de la primavera (mayo-junio) y al otoño (noviembre-diciembre), el más acusado.

    Tres depresiones: enero, abril y, en especial, julio.

    Ej. Río Foix.

    Ej. Río Martín (Teruel). Máximos en junio y septiembre.

    - Pluvial-mediterráneo continental

    Interior de la Península.

    Pico principal en primavera y secundario en otoño.

    Estiaje veraniego de julio a octubre. En invierno el módulo queda por encima de la unidad.

    Ej. Río Eresma.

    - Pluvial-mediterráneo subtropical

    Cursos meridionales que desembocan en el Mediterráneo. Máximo principal: febrero-marzo, precedido por un descenso en enero, tras el máximo secundario de diciembre. Estiaje profundo y continuado en verano. Aguas altas asociadas a las lluvias invernales propias de la zona. Ej. Guadalhorce.

    • REGÍMENES COMPLEJOS

    Ríos en los que en cuya cuenca se combinan diferentes caracteres climáticos.

    Ríos grandes, que reciben los aportes de numerosos afluentes, cuyas aguas tienen su origen en climas diversos. (Ej. Ebro)

    BIBLIOGRAFÍA:

    • FRANCO ALIAGA, TOMÁS; Geografía física de España. UNED 2003.

    • BERMÚDEZ; RUBIO RECIO Y CUADRAT; Geografía física. CÁTEDRA 1992.

    Canón do Sil desde A Xabrega (Sober)