Balance hidrico. Consideraciones generales

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.

• Derivaciones para consumo humano y en la
  industria.

• 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