Hidrosfera: Cicle de l'Aigua, Composició, Dinàmica i Gestió

Hidrosfera: El Cicle de l'Aigua (H₂O)

El cicle de l'aigua inclou processos com l'evaporació, la transpiració, la condensació, la precipitació, la filtració i la circulació.

Balanç Hídric

El balanç hídric global de la Terra és aproximadament zero. No obstant això, hi ha diferències entre oceans i continents:

• Oceà: 324.000 (evaporació) - 361.000 (precipitació) = -37.000
• Continent: 99.000 (precipitació) - 62.000 (evapotranspiració + escolament) = 37.000

La fórmula del balanç hídric és: P = ET + ES + I

• P: Precipitació
• ET: Evapotranspiració
• ES: Escolament superficial
• I: Infiltració

Aigües Oceàniques

Les aigües oceàniques representen el 97% de l'aigua total del planeta.

Salinitat

La salinitat de l'aigua oceànica prové de rius, glaceres, l'atmosfera, aigües hidrotermals i materials volcànics. El valor mitjà de salinitat és de 35 g per kg d'H₂O. La salinitat augmenta amb l'evaporació i disminueix amb la precipitació.

Temperatura

L'oceà presenta diferents capes tèrmiques:

• Estrat superficial: Varia amb la temperatura exterior.
• Zona intermèdia o termoclina: La temperatura descendeix sobtadament.
• Nivell profund: Fred i amb poca variació de temperatura.

Densitat

La densitat de l'aigua depèn de la salinitat i la temperatura. És directament proporcional a la salinitat i inversament proporcional a la temperatura. L'aigua més densa se situa a la part inferior.

Dinàmica Oceànica

Corrents Marins

Els corrents marins són moviments d'aigua a gran escala causats per diferències en la radiació solar segons la latitud. Transporten calor i tenen una gran importància en la regulació del clima.

• Corrents superficials: Influenciats pels vents i l'efecte Coriolis.
• Corrents profunds: Causats per diferències de densitat (temperatura i salinitat). Tenen importància en la sedimentació oceànica.

La Cinta Transportadora

L'aigua freda i densa s'enfonsa sota l'aigua càlida i avança des de latituds altes cap a zones equatorials. Recorre l'Atlàntic fins que entra en contacte amb les aigües fredes de l'Antàrtic i ascendeix. Una part torna a l'origen i la resta es submergeix a causa del refredament superficial i circula pel fons de l'oceà.

Aigües Continentals

Les aigües continentals contenen substàncies dissoltes i en suspensió, com ara sals minerals. Les fonts d'aquestes substàncies inclouen el contacte amb el terreny, l'atmosfera, el metabolisme dels éssers vius i la influència antropogènica. La composició varia segons el tipus d'aigua (subterrània o superficial), la localització i l'estació de l'any.

Principals Constituents

Aigua d'Escolament Superficial

• Origen: Precipitació, surgències subterrànies, fosa dels gels.
• Mineralització: Depèn del tram del riu.
• Variacions estacionals: Tardor i hivern (+ concentració de components orgànics), estiu (+ concentració de sals dissoltes).

Aigua Subterrània

• Origen: Infiltració de l'aigua superficial.
• Aigua mineral natural: Aigua subterrània que excedeix una determinada concentració d'espècies dissoltes (+ 1 g/L de sòlids dissolts).

Distribució de l'Aigua Superficial

Conca Hidrogràfica

Superfície de terreny ocupada per una xarxa de drenatge. Delimitada per divisòries d'aigua. La densitat de la xarxa de drenatge es calcula com la longitud total dels cursos d'aigua dividida per la superfície de la conca hidrogràfica.

Rius

Neixen en punts on l'aigua subterrània és impulsada a la superfície. Els hidrogrames descriuen el funcionament d'un riu. La fórmula del cabal és: Q (m³/s) = V (m/s) * S (m²).

• Riu influent: Alimenten l'aqüífer.
• Riu efluent: L'aqüífer alimenta el riu.

Imatge d'aigües subterrànies

Aigües Subterrànies

Aigua que s'infiltra a través dels porus de les roques.

• Porositat:
  • Primària: Espais buits entre partícules i minerals.
  • Secundària: Formada per processos posteriors a la formació de la roca.
• Permeabilitat: Capacitat de deixar circular l'aigua. Les argiles i les roques volcàniques són impermeables, mentre que els sediments recents són permeables. La permeabilitat sol augmentar amb la porositat.

Nivell Freàtic

Marca el límit superior d'un aqüífer, on els materials estan saturats d'aigua. Les isopiezes són línies que uneixen punts amb el mateix nivell freàtic.

• Aqüífer lliure: Zona saturada d'aigua en contacte directe amb l'atmosfera.
• Aqüífer captiu: Zona separada de l'atmosfera.

Nivell Piezomètric

Nivell en què la pressió de l'aigua coincideix amb l'atmosfèrica.

• Aqüífer lliure: El nivell piezomètric coincideix amb el nivell freàtic. Cal bombejar l'aigua per extreure-la.
• Aqüífer confinat: Pressió superior. El nivell piezomètric està per sobre del nivell superior de l'aqüífer.

Recursos Hídrics

USOS DE L’H2O Consumptius: 70% h2o superf. i 30%: urba, industrial, agricola. No consumptius: energetic i oci H2O minerals: contingut - ions en dissolució. Legislació minera Usos domestics i urbans: ús h2o en usos recreatius ha augmentat Usos industrials: refrigerant, materia primera, neteja, transport, factor localització decisiu d’industries Usos agricoles: reg per gravetat (no E i menys eficaç), reg presuritzat (si E més eficient en consum d’h2o, aspersió i degoteig) GESTIÓ DE L’H2O Problemes: escassa (mal repartida), fràgil (facil contaminació), consum abusiu desigual, absència depuració, augmnet demanda per augment demografic Solucions: recerc anous recursos, millora recursos actuals RECERCA NOUS RECURSOS Construcció nous embassaments: regular cabal i controlar crescudes, producció energia E, emmagatzematge Dessalinització H2O mar: osmosi inversa (membrana), destil·lació (evaporar i condensar) Reciclatge h2o usada. Transvasaments: exportació h2o de conques excedentàries a deficitaries. INTRUSIÓ SALINA Problemes: perdua qualitat h2o. Cada vegada + clorurs, increment preu tractament, problemes de corrosió, salinització del sol si us per regar. Solucions: utilitzar altres fonts de subministrament, disminuir consum d’h2o, reinjectar h2o no salada a l’aqüifer PROGRAMA AGUA Preveu millorar el subministrament d’h2o en la conca mediterrania: incement disponibilitta recursos hidrics, construccio dessalinitzadores, actuacions millora gestió, modernitzacio infraestructures MILLORA GESTIÓ RECURSOS EXISTENTS Mesures estalvi: millora xarxes i canals, reforestació, politica disminuir consum Agricul: canvis sist. reg, replantejament tipus conreu, necesitat nous regadius, reparació canalitzacions. Urbà: innovació tecn., h2o depurades per regar, evitar fuites Industrial: evitar fuites, reciclatge h2o circuits industrials