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INTRODUCCIÓN El presente informe se refiere al tema del Agua y el Ciclo Hidrológico, el agua se puede definir como una sustancia cuya molécula está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno (H2O); mientras que el Ciclo Hidrológico se define como un conjunto de cambios que experimenta el agua en la naturaleza, tanto en su estado (sólido, líquido, gaseoso), como en su forma (agua superficial, agua subterránea,etc.).

La característica principal del agua es su densidad que es 1 (exactamente 0,9999 a 20º C). La congelación del agua es bastante distinta a la de otros líquidos. Los puentes de hidrógeno producen un reordenamiento cristalino que hace que el hielo se expanda más allá del volumen del líquido original, de forma que su densidad resulta menor y flota. Si no fuese así, los cuerpos de agua se congelarían en el fondo y la vida en la forma que conocemos no existiría. Cabe mencionar que una de las características principales del Ciclo Hidrológico es que cambia de estado, pasando del estado líquido al gaseoso y viceversa, y del estado líquido al sólido y viceversa.

OBJETIVOS  OBJETIVO GENERAL  Relacionar los fenómenos y propiedades que intervienen en el ciclo hidrológico, con el cambio climático frente a la problemática de la disponibilidad futura del recurso hídrico en el mundo.  Tener conocimientos acerca del agua y su problemática, y sus aplicaciones en la hidrología.  OBJETIVO ESPECIFICO  Tener conocimientos acerca del agua y su problemática, y sus aplicaciones en la hidrología.  reconocer la importancia que tiene el agua en nuestro país y el mundo.  Tener en cuenta los problemas que podemos generar si no cuidamos nuestras fuentes hidrográficas.  Dar a conocer los aspectos conceptuales y metodológicos del Ciclo Hidrológico; así como la descripción de cada una de las variables hidrometeoro lógicas y su medición.

MARCO TEÓRICO

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EL AGUA

El agua es un recurso natural muy importante en la naturaleza, si no fuera por el agua no existiría la vida en la Tierra. Todas las formas de vida en la Tierra dependen del agua. Cada ser humano necesita diariamente varios litros de agua dulce potable para vivir. El agua dulce es muy preciada. Alrededor del 97% del agua de nuestro planeta es salada y por tanto no es apta para el consumo humano. Sorprendentemente, las tres cuartas partes del agua dulce de la Tierra están retenidas en los glaciares y los casquetes polares del hielo de manera que los lagos y los ríos, principales fuentes de agua de consumo de nuestra sociedad, tan sólo constituyen un 0,01 % del recurso hídrico de nuestro planeta. El hombre, a través del tiempo, ha considerado que el agua puede usarse, de acuerdo con las circunstancias, sin restricción alguna, sin embargo, su uso inadecuado ha llevado a su deterioro progresivo. El uso racional del agua es de vital importancia para las regiones que presentan escasez del líquido. La sociedad no puede avanzar en la búsqueda de su progreso y bienestar, si no organiza, dispone y mejora el escenario donde indispensablemente tiene que actuar. Por otra parte, se sostiene que las sociedades necesitan para su subsistencia el uso de recursos provistos por la naturaleza: oxígeno, agua, tierra, energía, especies animales, paisaje y, por supuesto, el hombre como ser social. Luego, la relación hombremedio ambiente o sociedad naturaleza debe constituir el centro de atención de cualquier política de desarrollo.

EL CICLO DEL AGUA

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El agua existe en la Tierra en tres estados: sólido (hielo, nieve), líquido y gas (vapor de agua). Océanos, ríos, nubes y lluvia están en constante cambio: el agua de la superficie se evapora, el agua de las nubes precipita, la lluvia se filtra por la tierra, etc. Llamamos ciclo del agua (o ciclo hidrológico) el camino que sigue el agua en la Tierra.

1. Evaporación: La energía del sol produce evaporación del agua en el mar, en los lagos, en los ríos, en la tierra y en las plantas. 2. Condensación: Cuando el vapor de agua llega a las capas altas de la atmósfera se enfría, se condensa. Es decir, ese vapor forma pequeñas gotitas de agua. Así se forman nubes. 3. Precipitación: El viento arrastra las nubes y al enfriarse, producen lluvia, nieve o granizo que cae a la tierra. La lluvia devuelve el agua a la tierra y a las plantas.

4. Infiltración: El agua que viene de las montañas forma ríos o se infiltra en el terreno formando aguas subterráneas. Al final del camino esas aguas llegan a los lagos, o al mar.

LA CONTAMINACIÓN DEL AGUA

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La contaminación del agua por tuberías de desechos debe ser controlada de alguna manera. El déficit local y regional de agua es debido, sobre todo, al aumento de las necesidades surgidas del desarrollo económico y de la explosión demográfica. El hombre ha utilizado el agua para fines cada vez más numerosos, y su dependencia de ese elemento no ha hecho más que crecer. El recurso agua es cada vez más apreciado, tanto para uso doméstico industrial o agrícola. Su escasez, sobre todo en las zonas áridas y semiáridas, la sitúan como prioridad vital para el desarrollo de las poblaciones: "si no hay agua, no hay vida". Muchos son los programas emprendidos para el uso racional del vital líquido; sin embargo; gran parte de ellos adolecen de objetividad, ya sea por su difícil aplicación o por el elevado costo que representan; es más, se ataca el problema desde puntos de vista sofisticados (se piensa que el modelo más complicado es el mejor); sin embargo existen oportunidades valiosas que están a nuestro alcance, que solo requieren ser visualizadas, un tratamiento técnico simple y "conciencia de todos".

LA ESCASEZ DEL AGUA Las fuentes, los manantiales, las cuencas o cañadas están en acelerada vía de extinción, hay HIDROLOGÍA

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cambios de clima y de suelo, inundaciones, sequías y desertización. Pero es la acción humana la más drástica: ejerce una deforestación delirante, ignora los conocimientos tradicionales sobre todo de las comunidades indígenas locales, retira el agua de los ríos de diferentes maneras, entre otras con obras de ingeniería, represas y desvíos. En la agenda política internacional el tema de la escasez del agua se ha vuelto prioritario, por ejemplo, el acceso al agua es un punto importante de los acuerdos de paz entre Israel y sus vecinos. Pero este aspecto no está confinado al Medio Oriente, puesto que el compartir ríos es un asunto de índole de seguridad nacional, precisamente por la importancia del agua para el desarrollo; actualmente cerca del 40% de la gente en el mundo vive en más de 200 cuencas de ríos compartidos.

USO DEL AGUA EN LA VIDA HUMANA AGRICULTURA El manejo del agua, tanto para la agricultura de temporal como de riego, incrementó la

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producción de alimentos durante los últimos 50 años, apoyando a una población mundial y disminuyendo las hambrunas. Se estima que para el año 2030, como resultado del crecimiento demográfico, la población será de alrededor de 8,300 millones de personas, por lo que los patrones de agricultura tendrán que adaptarse a la demanda en el consumo de alimentos. DOMÉSTICO Alrededor de 48% de la población, mundial en la actualidad vive en ciudades de tamaño mediano grande, y se calcula que 60% de la población estará en este tipo de urbes en el año 2030. Tomando en cuenta todas las grandes ciudades del mundo, 94% de la población urbana tiene agua entubada dentro o fuera de la vivienda, y 86% cuenta con servicio de drenaje. Se estima que en el mundo cerca de 50% de la población mundial, carecen de instalaciones básicas de saneamiento y 2,660 millones aun no tienen alcantarillado y consumen agua de fuentes inseguras y contaminadas. Esto significa que más de 39% de la población no tiene acceso a agua de buena calidad. Los requisitos básicos humanos de agua para beber, para la higiene, el baño y la preparación de alimentos son de 50 litros por persona por día (1,825 metros cúbicos al año). Un recién nacido en un país desarrollado consume una cantidad de agua de 30 a 50 veces mayor que un recién nacido en un país en vías de desarrollo. En 1990 más de mil millones de personas tenían acceso a menos de 50 litros de agua al día.

INDUSTRIA

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El agua destinada para la industria (aluminio, automotriz, química, procesadora de alimentos, minera, de la pulpa y del papel, del petróleo, acero y textil entreoíros) representa 22% del uso total del agua en el mundo; para el año 2025 se calcula que los requerimientos de agua para la industria se incrementen 1.6 veces. La energía hidráulica es la fuente renovable de electricidad más importante y más utilizada en el mundo. A nivel global, la hidroelectricidad representa 19% de la producción total de electricidad. La energía hidroeléctrica aprovecha el movimiento del agua para convertirlo en corriente eléctrica comercial; la primera vez que esto se realizo fue en Inglaterra en 1880 y es una tecnología que se sigue aprovechando en la actualidad sin grandes modificaciones ya que se funcionamiento es sencillo. Algunos procesos industriales demandan una gran cantidad de agua. Protección de la calidad del agua y los ecosistemas. Hay que proteger la calidad del agua potable porque es esencial para la salud humana.

LA POTABILIZACIÓN DEL AGUA CAPTACIÓN La captación de aguas superficiales se realiza por medio de tomas de agua que se hacen en los ríos o diques.

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El agua proveniente de ríos está expuesta a la incorporación de materiales y microorganismos requiriendo un proceso más complejo para su tratamiento. La turbiedad, el contenido mineral y el grado de contaminación varían según la época del año (en verano el agua de nuestros ríos es más turbia que en invierno). La captación de aguas subterráneas se efectúa por medio de pozos de bombeo ó perforaciones.

CONDUCCIÓN Desde la toma de agua del río hasta los presedimentadores, el agua se conduce por medio de acueductos ó canales abiertos.

PRESEDIMENTACIÓN Esta etapa se realiza en piletas preparadas para retener los sólidos sedimentables (arenas), los sólidos pesados caen al fondo. En su interior las piletas pueden contener placas o seditubos para tener un mayor contacto con estas partículas. El agua pasa a otra etapa por desborde.

AGREGADO DE PRODUCTOS QUÍMICOS El agregado de productos químicos (coagulantes) se realiza para la desestabilización del coloide o turbiedad del agua.

FLOCULACION En los floculadores que pueden ser mecánicos o hidráulicos, se produce la mezcla entre el producto químico y el coloide que produce la turbiedad, formando los floc. Los floculadores mecánicos son paletas de grandes dimensiones, y velocidad de mezcla baja. Son hidráulicos con canales en forma de serpentina en la cual se reduce la velocidad de ingreso del agua produciendo la mezcla.

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SEDIMENTACION La sedimentación se realiza en decantadores o piletas de capacidad variable, según la Planta Potabilizadora. En ellos se produce la decantación del floc, que precipitan al fondo del decantador formando barros. Normalmente la retención de velocidad del agua que se produce en esta zona es de 40 minutos a una hora. Los decantadores o sedimentadores es su tramo final poseen vertederos en los cuales se capta la capa superior del agua – que contiene menor turbiedad – por medio de estos vertederos el agua pasa a la zona de filtración.

FILTRACION Un filtro está compuesto por un manto sostén: piedras, granza y arena. La filtración se realiza ingresando el agua sedimentada o decantada por encima del filtro. Por gravedad el agua pasa a través de la arena la cual retiene las impurezas o turbiedad residual que queda en la etapa de decantación. Los filtros rápidos tienen una carrera u horas de trabajo de aproximadamente 30 horas. Una vez que el filtro colmató su capacidad de limpieza, se lava ingresando agua limpia desde la parte inferior del filtro hacia arriba, esto hace que la suciedad retenida en la arena, se despegue de la misma.

DESINFECCIÓN Una vez que el agua fue filtrada, pasa a la reserva, allí se desinfecta según distintos métodos. El más usado es el agregado de cloro líquido. El cloro tiene la característica química de ser

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un oxidante, lo cual hace que se libere oxígeno matando los agentes patógenos, por lo general bacterias anaeróbicas. Otros desinfectantes utilizados son: hipoclorito de sodio, hipoclorito de calcio (pastillas), ozono, luz ultravioleta, etc. Durante todo el proceso de potabilización se realizan controles analíticos de calidad.

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La hidrología es el estudio del movimiento, distribución y calidad del agua en todas las zonas de la Tierra, y se dedica tanto al ciclo hidrológico como a los recursos de agua.

Asimismo podríamos subdividir a la Hidrología en: 

Hidrología Superficial: la cual estudia las corrientes de agua que riegan la superficie de la tierra y su almacenamiento en depósitos naturales (lagos, lagunas, ciénagas).

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Hidrología Subterránea: en la que se incluyen los estudios del agua subterránea (acuíferos).

Desde el punto de vista de la Ingeniería Civil, veremos que la Hidrología incluye los métodos para determinar el caudal como elemento de diseño de las obras que tienen relación con el uso y protección del agua, como es el caso de represas, canales, acueductos y drenaje pluvial, entre otros.

IMPORTANCIA Y OBJETIVOS DE LA HIDROLOGÍA. En el aspecto más general, un Proyecto Hidráulico está íntimamente ligado a los usos que el hombre hace del agua, pudiendo ser éstos los que la utilizan con fines de HIDROLOGÍA

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aprovechamiento y los que suministran protección contra los posibles efectos dañinos de ésta. Se acepta que la Ingeniería Hidráulica es la rama de la Ingeniería Civil que se ocupa de planificar, proyectar y construir las obras hidráulicas, entendiéndose que son éstas las que cumplirán la función de captar, conducir, regular y protegernos de las aguas. Cualquier obra civil, cuyas dimensiones y características hayan sido establecidas atendiendo principalmente a criterios y normas hidráulicas e hidrológicas, es una obra o proyecto hidráulico. De esta forma, el uso de la Hidrología en la Ingeniería Civil, es fundamental para el planeamiento, diseño y operación de los proyectos hidráulicos, pues es el que se orienta hacia los parámetros hidrológicos de diseño. Sin embargo, dada la dependencia de esta ciencia de los aspectos meteorológicos y ambientales, los resultados deberán ser considerados como estimados en muchos casos y por lo tanto será necesario complementar las incertidumbres con métodos probabilísticos. Si el diseño en Ingeniería Civil se orienta al uso del agua con fines de Aprovechamiento, la Hidrología es empleada, por ejemplo, para estimar la posibilidad o no de realizar el abastecimiento de demandas de agua en una población, desde fuentes superficiales (Ríos, lagos) o Subterráneas. Entre los usos más comunes del agua con fines de Aprovechamiento se destacan: 

Abastecimiento Urbano. Es el uso asociado a la satisfacción de los requerimientos futuros de Demanda de agua para consumo doméstico, uso público, comercial, e industrial, principalmente. Una vez que se ha determinado el valor de la Demanda de agua, los métodos de la Hidrología permiten realizar el análisis de la fuente que va a suministrarla. El estudio hidrológico incluye aquí el análisis de Caudales Medios y Mínimos en la fuente, entre otros.

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

Riego Agrícola. Mediante el aprovechamiento del agua se garantiza la oferta de agua necesaria en el suelo para garantizar el crecimiento de las plantas empleadas en la producción agrícola (consumo consuntivo). Los estudios hidrológicos en este uso se centran en el análisis del Clima, Evapotranspiración y Lluvia en períodos cortos.



Hidroelectricidad. Este es el caso en que se captan caudales de corrientes superficiales (ríos) y se aprovechan las diferencias de cota para generar energía eléctrica a través de la transformación de la energía hidráulica. Para este tipo de Proyectos de Ingeniería Civil, los estudios hidrológicos determinan la capacidad que tiene la fuente para suministrar la demanda de energía, analizan las magnitudes de las crecientes que pueden atacar a las obras civiles y cuantifican los procesos de sedimentación y determinan las condiciones de la descarga.

Otro de los usos del agua es cuando se realizan obras de Protección, entre las que podríamos mencionar: 

Control de Crecidas. Comprende las obras y acciones encaminadas a impedir los daños que ocasionan los desbordamientos de aguas en los ríos u otros cuerpos superficiales en centros urbanos, plantaciones, etc.

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Control de Erosión. Consiste en impedir la acción erosiva del agua, tanto en cauces como en el suelo. Con las obras de Protección, la Hidrología da a la Ingeniería Civil los métodos que analizan los regímenes de caudales medios y extremos (máximos) de las corrientes de agua en los tramos de influencia de las obras viales, en las zonas que requieren de alcantarillados de aguas lluvias, y en las zonas inundables adyacentes a los cauces. Finalmente, sean Obras de Aprovechamiento o de Protección, podremos pensar que los métodos de la Hidrología recolectan y procesan información histórica, programan y ejecutan actividades de campo en topografía, batimetrías, aforos líquidos y sólidos, toma y análisis de muestras de sedimentos, entre otros. Los resultados de éstos producen información sobre los siguientes aspectos:

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Características climatológicas y morfométricas de las zonas que tienen influencia sobre el área del proyecto Civil.

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Selección y capacidad de la fuente que suministrará el caudal que se entregará a los beneficiarios del proyecto.

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Magnitud de los eventos extremos (Crecientes y Sequías), que pueden poner en peligro la estabilidad de las obras civiles, o a los procesos de navegación o el suministro confiable de agua a los usuarios.

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Transporte de sedimentos hacia las obras de captación y almacenamiento, o erosión de cauces naturales.

EL AGUA Y EL CICLO HIDROLOGICO La Hidrología es la ciencia natural que estudia el agua, su ocurrencia, circulación y distribución en la superficie terrestre, sus propiedades químicas y físicas y su relación con el medio ambiente, incluyendo a los seres vivos.

Distribución del agua de la tierra

Aunque existe mucha agua en nuestro planeta, lamentablemente no hay mucha agua disponible para beber. El agua salada de los mares es lo que existe en mayor cantidad en la Tierra y aunque se puede tratar y transformar en agua dulce, es un proceso relativamente caro. El agua dulce sólo representa un 3 ó 4 por ciento de toda el agua del mundo, y de ese pequeño porcentaje de agua dulce, casi toda está congelada en los casquetes polares. El agua congelada es una gran reserva de agua dulce pero no podemos descongelarla porque alteraría el clima mundial inundando las ciudades costeras y haciendo desparecer muchas islas.

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IMPORTANCIA La hidrología proporciona al ingeniero o hidrólogo, los métodos para resolver los problemas prácticos que se presentan en el diseño, la planeación y la operación de estructuras hidráulicas. Entre estos problemas se pueden mencionar: 

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Determinar si el volumen aportado por una cierta corriente es suficiente para: - El abastecimiento de agua potable a una población - El abastecimiento de agua potable a una industria - Satisfacer la demanda de un proyecto de irrigación - Satisfacer la demanda de un proyecto de generación de energía eléctrica - Permitir la navegación Definir la capacidad de diseño de obras como: - Alcantarillas - Puentes - Estructuras para el control de avenidas - Presas vertedores - Sistemas de drenaje  Agrícola  Poblaciones  Carreteras  Aeropuertos

Estos diseños requieren del análisis hidrológico cuantitativos para la selección del evento de diseño necesario. El objetivo de la hidrología aplicada es la determinación de esos eventos. Los resultados son normalmente solo estimaciones, en muchos casos, con aproximaciones limitadas.

PROBLEMÁTICA DE DISPONIBILIDAD FUTURA Y USO EN EL PERÚ Y EL MUNDO ¿CUÁNTA AGUA Y DÓNDE? ¿LA OFERTA HÍDRICA EN EL PERÚ? El Perú es uno de los países más ricos en recursos hídricos: no obstante que su extensión representa solamente el 0,87 de la superficie continental del planeta, posee el 4,6% del agua superficial planetaria.1 Sus problemas, por lo tanto, no son de dotación sino de distribución territorial y de deficiente gestión. El cuadro 3.1 pone de manifiesto la desproporción con la que se distribuye la oferta hídrica en el país entre las vertientes. No obstante, este inmenso desequilibrio, según el cual menos del 2% del agua disponible debe cubrir las necesidades de más del 60% de la población nacional asentada en la vertiente del Pacífico, en la costa se arroja al mar el 53% del agua, mientras que el 47% restante se utiliza con una eficiencia de apenas entre 25% y 40%. Por su parte, la ciudad de Lima, en este marco de escasez hídrica, arroja anualmente HIDROLOGÍA

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al mar 400 millones de m3 de aguas servidas, en vez de tratarlas para reciclar su uso. Distribución distorsionada y uso ineficiente se conjugan así en uno de los más grandes desafíos propuestos al Estado y la sociedad peruanos. Hay que anotar que, del total del agua disponible en la vertiente del Pacífico, entre un 7% y 8% son aguas subterráneas (no se tiene información para las otras vertientes).

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La

posibilidad de utilizar estas aguas resulta crucial en la costa peruana, sobre todo en las zonas áridas y semiáridas. De un total de 1.500 millones de m3 explotados anualmente mediante más de 8.000 pozos, un 66% se destina a uso agrícola, un 24% al consumo de la población y un 9% al uso industrial. En algunas cuencas costeras como las de Ica y Tacna existen proyectos de irrigación desarrollados exclusivamente con aguas subterráneas.2 Las cuencas de la vertiente del Pacífico exhiben, a la vez, diferencias notables en cuanto a caudal promedio anual. Los ríos Santa, Tumbes, Ocaña y Chira alcanzan en promedio descargas

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de 100 o más m3/s; mientras que, por ejemplo, la descarga conjunta de todos los ríos ubicados en el departamento de Tacna (Locumba, Sama, Caplina, Uchusuma y Hospicio) llega a apenas 8 m3/s (véase el cuadro 3.2). El Caplina, que debe abastecer al 90% de la población departamental asentada en la ciudad de Tacna, alcanza un caudal promedio de solo 1,5 m3/s. Si se considera la disponibilidad per cápita3 de agua en las cuencas del Pacífico, se encuentra que unas 12 cuencas (entre ellas las de mayor población del país) cuentan con niveles inferiores a los mil m3 per cápita/año (véase el mapa 3.1)

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de 1000. Escasez hídrica Estrés hídrico

Lo que representa una situación de escasez hídrica de acuerdo con estándares internacionales mencionados por la ANA.4 Entre éstas se halla la cuenca del Rímac sobre la que se asienta Lima Metropolitana. Aquí, la reducida dotación de 184m3 per cápita/año, de aguas superficiales se complementa con la intensa explotación de aguas subterráneas que proporcionan unos 77m3 per cápita/año adicional. Otras cuencas se hallan en condición de estrés hídrico5 pero su situación podría evolucionar en los años siguientes hacia la escasez de agua. Por ejemplo, si se realiza una proyección del crecimiento poblacional al año 2025, aun bajo el supuesto de que no se modifica el caudal actual de los ríos, la disponibilidad per cápita/año de la cuenca de Lurín pasaría a la condición de escasez y en la cuenca de Ica, la escasez se agudizará al extremo.

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En suma, en la vertiente del Pacífico, a causa de la desigual distribución espacial, las variaciones estacionales y las características de la concentración poblacional, los casos de escasez (incluso extrema) se localizan en cuencas de la costa central y sur; mientras que las condiciones de la costa norte en conjunto son relativamente mejores, presentándose solamente algunos casos de cuencas con estrés hídrico. En la vertiente del Atlántico, dados su menor densidad poblacional y el mayor caudal de los ríos, la oferta hídrica en la mayoría de las cuencas es alta. Las cuencas amazónicas más grandes tienen algunas características comunes por la longitud, grandes caudales y condiciones navegables de sus ríos principales. El caudal medio anual del Amazonas es del orden de los 40 mil m3/s y en el Marañón y el Ucayali supera los 10 mil m3/s; otros 13 ríos poseen caudales medios entre mil y 10 mil m3/s. En otro orden de magnitud, algunos ríos de la selva norte, en los departamentos de Amazonas (Nieva, Cenepa, Utcubamba) y San Martín (Paranapura, Biabo), tienen caudales de 200 m3/s a 300 m3/s; y en el extremo, los ríos más pequeños de esta vertiente recorren espacios interandinos (Huancabamba, Crisnejas, Chotano, Llaucano) con caudales de dimensión apreciablemente más reducida e inferior a los 50 m3/s. En la vertiente del lago Titicaca, el río Ramis, el de mayor caudal, no alcanza los 100 m3/s y le siguen otros como Huancané, Coata e Llave, con caudales entre 20 m3/s y 40 m3/s. Finalmente, los ríos menores muestran caudales por debajo de los 10 m3/s. No obstante, estas magnitudes pequeñas, la oferta hídrica resulta de nivel moderado (superior a los 1700 m3 per cápita/año), es decir, se ubica en la situación de estrés, dada la reducida densidad poblacional de las cuencas altiplánicas.

LOS GLACIARES ANDINOS La importancia económica, social y ambiental de los glaciares tropicales andinos para el Perú radica en que sus aguas de deshielo aportan recursos hídricos para satisfacer en muchas regiones del país la demanda poblacional y para producir gran parte de la electricidad generada en el territorio nacional. El Perú cuenta con 3.004 glaciares (el 71% de los glaciares tropicales andinos), que en 1970 abarcaban una superficie de 2.041 km2.8 Se distribuyen en 18 cordilleras organizadas en cuatro grupos (véase el cuadro 3.3), que son las más elevadas (el Huascarán alcanza los 6.746 msnm) y extensas del mundo en regiones del trópico. En efecto, el río Amazonas y sus principales afluentes son alimentados por los glaciares que forman un continuo natural con los ríos amazónicos.10 En el sistema del Marañón, 278 glaciares alimentan la cuenca del Marañón y 29 la del Huallaga; en el sistema del

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Ucayali, 119 alimentan el Perené, 22 el Pachitea, 291 el Mantaro, 125 el Apurímac y 443 el Urubamba; en el sistema del Madre de Dios, 517 glaciares alimentan el Inambari. El retiro de los glaciares en el Perú es un proceso irreversible que a la larga habrá de constituir el principal factor de escasez hídrica en las cuencas de la costa desde el Santa hacia el sur. Se estima que casi un tercio de la superficie glaciar se encuentra en la Cordillera Blanca, que se ha reducido desde la década de 1970 hasta ahora de unos 700 km2 a 525 km2.

ACTIVIDADES PRODUCTIVAS Y USOS DIVERSOS DEL AGUA Los usos del agua en el Perú comportan en general distorsiones y prácticas ineficientes que se suman a los problemas de distribución ya mencionados. Además del uso que hace la población en el ámbito doméstico para satisfacer sus necesidades cotidianas, se emplea agua también en las actividades económicas. Todos estos usos remiten a la importante función de las cuencas como proveedoras de servicios ecosistémicos y, dentro de éstos, el suministro de alimentos y otros bienes. Esta sección trata a las cuencas como espacios productivos, a partir de la posibilidad de estos territorios naturales de articular el conjunto de recursos o capitales de los que se encuentran dotadas. Por su incidencia fundamental en las condiciones del desarrollo humano, el examen se concentra en dos actividades productivas localizadas en las cuencas y en las respectivas modalidades de uso consuntivo del agua: (i) el uso agrícola, a sabiendas de que la agricultura es la principal actividad productora de alimentos, pero también el sector que, de lejos, más recursos hídricos consume, con serios problemas de eficiencia; y, (ii) el uso minero del agua, por los impactos específicos que genera la minería sobre el ambiente y sobre la disponibilidad y calidad del agua, particularmente en algunas cuencas con muy limitada oferta hídrica.

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La sección examina luego algunos temas claves como el papel de las cuencas en la seguridad alimentaria y concluye proponiendo una distinción entre los tipos de cuenca que se encuentran en el país, de acuerdo con su orientación productiva principalmente vinculada al agro. ¿Qué aportan las cuencas al desarrollo productivo? En tanto territorios delimitados por la propia naturaleza, las cuencas tienen como su atributo más importante proporcionar los llamados servicios ecosistémicos (véase el capítulo 1, gráfico 1.2) y servir de asiento a recursos y potencialidades productivas que esperan un racional aprovechamiento. La cuenca ordena las relaciones entre producción y territorio La cuenca ayuda a visibilizar y ordenar las relaciones entre producción y territorio. Los rasgos tecnológicos y sociales que caracterizan a una determinada rama productiva modelan según sus necesidades al territorio que le sirve de asiento. A su vez, el territorio “encadena” en mayor o menor grado a las actividades productivas, transmitiéndoles las ventajas o restricciones que provienen de las formas de capital humano, natural y físico, del tejido institucional, de las expresiones culturales y de los moldes de gestión y organización presentes en ese espacio.

¿Agua para qué? Usos consuntivos en el Perú La distribución del agua en el Perú para su uso por las actividades económicas y la población se ha establecido al margen del ordenamiento que podría darle un enfoque de cuencas. El cuadro 3.4 muestra el peso de cada uno de los sectores usuarios del país y pone en evidencia un predominio absoluto del sector agrícola. Pero aunque el uso mayor del agua superficial en el país es para fines agrícolas, el crecimiento poblacional, la expansión urbana sobre las mejores tierras de cultivo, así como el crecimiento significativo de las explotaciones mineras ocurrido en los últimos

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años, condicionan mayores demandas sobre este recurso. En tal escenario, uno de los valores agregados del enfoque de cuencas consiste en que permite planear a futuro los tipos de demanda por agua en territorios articulados por la captación, acceso y uso de este recurso indispensable. Según los estimados de la ANA, el consumo total del agua en el país representa apenas el 1% de la disponibilidad total. El problema, sin embargo, es la muy desigual distribución territorial: como ya ha sido mencionado, dos tercios de la población total del país que habitan en la vertiente del Pacífico disponen de solo el 1,8% del total de agua dulce. Allí se encuentran las cuencas con mayor demanda de agua principalmente para uso agrícola, con excepción de la cuenca del Rímac, donde es mayor el uso industrial y el doméstico, por la presencia de la gran ciudad de Lima. Un nuevo factor de reducción de los recursos hídricos en las cuencas de la costa es el incremento del riego en las partes medias y altas, que corresponden a los pisos quechua y suni ubicados en la vertiente occidental de la Cordillera de los Andes. Algunos valles bajos, como Nazca, han visto ya reducirse sensiblemente el abastecimiento de agua por esta razón. La conexión de estos pisos con los valles costeros, a través de las cuencas transversales del Pacífico, da lugar a esta presión potencial sobre la disponibilidad hídrica de la costa.

En un escenario dominado por la producción agroexportadora en la costa y la presencia creciente de grandes empresas que controlan importantes extensiones de tierras, cabe preguntarse lo que ocurre con el resto del sector agrario nacional, principalmente con la pequeña agricultura alimentaria.

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En principio, es posible prever que los productores parceleros y minifundistas, relacionados con los pequeños sistemas de riego y las cuencas de menor dimensión, se encontrarán entre los más afectados por el cambio climático. Uso minero del agua La minería absorbe el 2% del consumo consuntivo total del agua en el país, pero sus actividades muchas veces se ubican en las zonas más secas o en cabeceras de cuenca donde se encuentran las nacientes de las aguas. Ello indica que su incidencia regional y local es mucho mayor que la reflejada a escala nacional. Por sus propias características, la minería ejerce presión sobre dos recursos fundamentales y escasos en los territorios donde se localizan sus actividades:

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Sobre las tierras, por su necesidad de manejar grandes extensiones. Para ello hace uso del mecanismo de concesiones y en algunos casos recurre a la compra directa de terrenos. Sobre los recursos hídricos, cuya disponibilidad y acceso resultan absolutamente necesarios para sus operaciones extractivas. Respecto del agua, hay que anotar que, si bien el volumen de uso es relativamente bajo, puede ser alto el impacto generado a escala regional o local sobre el acceso de los demás usuarios.

PRODUCCIÓN LOCALIZADA EN LAS CUENCAS Un recorrido por el territorio peruano y sus cuencas conduce a identificar en el espacio una diversidad de potencialidades y localizaciones productivas. Las cuencas en el Perú poseen rasgos muy distintos por pertenecer a territorios a su vez sumamente diferenciados. Cierto es que las cuencas no poseen una dinámica productiva propia, pues se encuentran subordinadas a la estructura y dinámica de los territorios económicos18 en que se inscriben. Por otro lado, la vocación productiva y la localización de actividades es también una característica de los territorios económicos que es “transferida” a las cuencas. Sin embargo, esta localización de procesos y unidades de producción interactúa con otros elementos propios de las cuencas (recursos naturales, conglomerados urbanos, redes institucionales, infraestructura) y confiere a éstas rasgos distintivos en cuanto a producción. La información proporcionada por la ANA sobre el uso del agua para fines agrarios en la vertiente del Pacífico (véase el cuadro 3.6) permite establecer que en la mayoría de las cuencas existentes en la vertiente, la agricultura consume agua por encima del promedio nacional y en siete de estas cuencas el consumo agrario del agua excede el 95%. Salta a la vista que en las cuencas de mayor concentración poblacional, el uso doméstico del agua HIDROLOGÍA

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reduce notablemente la participación del consumo para fines agrícolas. Así, en la cuenca del Rímac, el consumo agrario es menor al 10%, mientras que el uso poblacional se acerca al 90% de la disponibilidad hídrica total.

EL CICLO HIDROLÓGICO Se pudiera admitir que la cantidad total de agua que existe en la Tierra, en sus tres fases: sólida, líquida y gaseosa, se ha mantenido constante desde la aparición de la Humanidad. El agua de la Tierra - que constituye la hidrosfera - se distribuye en tres reservorios principales: los océanos, los continentes y la atmósfera, entre los cuales existe una circulación continua - el ciclo del agua o ciclo hidrológico. El movimiento del agua en el ciclo hidrológico es mantenido por la energía radiante del sol y por la fuerza de la gravedad. El ciclo hidrológico se define como la secuencia de fenómenos por medio de los cuales el agua pasa de la superficie terrestre, en la fase de vapor, a la atmósfera y regresa en sus fases líquida y sólida. La transferencia de agua desde la superficie de la Tierra hacia la atmósfera, en forma de vapor de agua, se debe a la evaporación directa, a la transpiración por las plantas y animales y por sublimación (paso directo del agua sólida a vapor de agua)

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Se denomina ciclo hidrológico, al conjunto de cambios que experimenta el agua en la naturaleza, tanto en su estado (sólido, líquido, gaseoso), como en su forma (agua superficial, agua subterránea,etc.). Han sido sugeridos numerosos esquemas del ciclo hidrólogico, siendo su finalidad común, la de proporcionar un gráfico sencillo que muestre las diferentes formas y estados en que se presente el agua.

El ciclo hidrológico, es completamente irregular y es precisamente contra estas irregularidades que lucha el hombre. Una muestra de ello, son los periodos de satisfacción con los requerimientos del agua, para las diferentes actividades (uso poblacional, irrigación, generación de energía eléctrica, uso industrial), otros periodos de sequias, y otros de inundaciones. Por ejemplo en Costa Rica, todos los años se tienen problemas de escasez de agua en algunos lugares y problemas de inundaciones en otros. Como todo ciclo, el hidrológico no tiene ni principio ni fin, y su descripción puede comenzar en cualquier punto. El agua que se encuentra sobre la superficie terrestre, ríos, lagos y mares, se evapora bajo el efecto de la radiación solar y el viento. El vapor resultante es transportado por las masas de aire en movimiento. En determinadas condiciones, el vapor

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se condensa formando las nubes, que a su vez , pueden ocasionar precipitaciones que caen a la tierra. Durante su trayecto hacia la superficie de la tierra, el agua precipitada puede volver a evaporarse, o ser interceptada por las plantas o las construcciones, luego fluye por la superficie hasta las corrientes, o se infiltra. El agua interceptada y una parte de la infiltrada y de la que corre por la superficie se evapora nuevamente. De la precipitación que llega a las corrientes, una parte se infiltra y otra llega hasta los océanos y otras formas grandes de masa de agua como los lagos. El agua que se infiltra satisface la humedad del suelo y abastece los depósitos subterráneos, de donde puede fluir hacia las corrientes de los ríos, o bien descargar en los océanos, la que queda detenida en la capa vegetal del suelo es regresada a la atmósfera por transpiración. El ciclo hidrológico, es de suma importancia básica para delimitar el campo de la hidrología, la cual comprende la fase entre la precipitación sobre el terreno y su retorno a la atmósfera o al océano, corresponde el análisis de la atmósfera a la meteorología y el estudio del océano a la oceanografía.

ENFOQUE DE LOS PROBLEMAS HIDROLÓGICOS. Los procesos naturales que intervienen en los fenómenos hidrológicos son sumamente complejos, resulta difícil examinarlos mediante un razonamiento deductivo riguroso. No siempre es aplicable una ley física fundamental, para determinar el resultado hidrológico esperado. Para determinar el resultado hidrológico esperado, es razonable partir de una serie de datos observados, analizarlos estadísticamente y después tratar de establecer la norma que gobierna dichos sucesos. Es decir, en hidrología siempre se cuenta con una gran información, su proceso para obtener los datos de diseño, se hace estadísticamente con una determinada probabilidad de ocurrencia. HIDROLOGÍA

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Datos precipitación caudal temperatura

Análisis Estadístico

Resultado hidrológico esperado

Estadístico

Figura . Proceso de análisis de datos En general, cada problema hidrológico es único, y las conclusiones cuantitativas de su análisis no pueden extrapolarse a otro problema. INSTITUCIONES COMPILADORAS DE DATOS Los estudios hidrológicos requieren de gran cantidad de información, la cual, puede ser obtenida a diferentes grados de detalle, de acuerdo a su utilización e importancia en los procesos hidrológicos. Es importante que el hidrólogo, conozca lo forma en que los datos hidrológicos son complicados, y que instituciones son los encargados de hacerlo. En Costa Rica las principales fuentes de información sobre los datos hidrológicos están en: 1. Instituciones Costarricense de Electricidad (ICE), en la dirección de computa el 99% del registro de caudales, el 54% del registro de precipitación, tiene 25 estaciones que miden temperatura, humedad relativa, evaporación y en algunas velocidades del viento. Cuenta con 50 estaciones automáticas y también lleva registro de sedimentos y calidad de agua de los ríos. 2. Instituciones Meteorológico Nacional, es la energía de recopilar información de precipitación, temperatura, humedad, radiación solar, presión atmosférica, velocidad y dirección del viento. 3. Algunas instituciones como el SENARA, SNAA y compañías particulares, tal es el caso de las compañías bananeras, recopilan información de precipitación y temperatura.

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