Escorrentía (hidrología)

El ciclo hídrico (o ciclo hidrológico o ciclo hidrológico), es un ciclo biogeoquímico que implica el movimiento continuo del agua sobre, por encima y por debajo de la superficie de la Tierra. La masa de agua en la Tierra sigue siendo bastante constante con el tiempo. Sin embargo, la partición del agua en los principales embalses de hielo, agua dulce, agua salada y agua atmosférica es variable y depende de variables climáticas. El agua pasa de un embalse a otro, como de río a océano, o del océano a la atmósfera. Los procesos que impulsan estos movimientos son evaporación, transpiración, condensación, precipitación, sublimación, infiltración, escorrentía superficial y flujo subsuperficie. Al hacerlo, el agua pasa por diferentes formas: líquido, sólido (ice) y vapor. El océano desempeña un papel clave en el ciclo del agua, ya que es la fuente del 86% de la evaporación global.

El ciclo del agua implica el intercambio de energía, que conduce a cambios de temperatura. Cuando el agua se evapora, absorbe energía de su entorno y enfría el medio ambiente. Cuando se condensa, libera energía y calienta el medio ambiente. Estos intercambios de calor influyen en el sistema climático.

La fase evaporativa del ciclo purifica el agua porque hace que las sales y otros sólidos recogidos durante el ciclo se dejen atrás. La fase de condensación en la atmósfera repone la tierra con agua dulce. El flujo de agua líquida y el hielo transporta minerales en todo el mundo. También remodela las características geológicas de la Tierra, mediante procesos que incluyen la erosión y la sedimentación. El ciclo del agua también es esencial para el mantenimiento de la mayoría de la vida y los ecosistemas en el planeta.

Las acciones humanas están afectando enormemente el ciclo del agua. Actividades como la deforestación, la urbanización y la extracción de agua subterránea están alterando los paisajes naturales (cambios de uso de la tierra) todos tienen un efecto en el ciclo del agua. Además, el cambio climático está dando lugar a una intensificación del ciclo del agua. La investigación ha demostrado que el calentamiento global está causando cambios en los patrones de precipitación, mayor frecuencia de fenómenos meteorológicos extremos, y cambios en el tiempo y la intensidad de las precipitaciones. Estos cambios en el ciclo del agua afectan a los ecosistemas, la disponibilidad de agua, la agricultura y las sociedades humanas.

Escorrentía superficial (también conocida como flujo terrestre o escorrentía terrestre) es el flujo inconcluso de agua sobre la superficie terrestre, en contraste con el canal runoff (o flujo de corriente). Se produce cuando el exceso de agua de lluvia, agua de tormenta, agua derretida u otras fuentes, ya no puede infiltrarse suficientemente rápidamente en el suelo. Esto puede ocurrir cuando el suelo está saturado por el agua a su plena capacidad, y la lluvia llega más rápidamente que el suelo puede absorberlo. La escorrentía superficial suele ocurrir porque zonas impermeables (como techos y pavimentos) no permiten que el agua se remoje en el suelo. Además, la escorrentía puede ocurrir a través de procesos naturales o humanos.

La escorrentía superficial es un componente importante del ciclo del agua. Es el principal agente de la erosión del suelo por el agua. La zona terrestre que produce escorrentía que drena a un punto común se llama cuenca de drenaje.

Escorrentía que ocurre en la superficie terrestre antes de llegar a un canal puede ser una fuente no puntiaguda de contaminación, ya que puede llevar contaminantes artificiales o formas naturales de contaminación (como hojas de rotura). Los contaminantes causados por el ser humano en el escorrentía incluyen petróleo, pesticidas, fertilizantes y otros. Gran parte de la contaminación agrícola se ve exacerbada por la escorrentía superficial, lo que da lugar a una serie de impactos en la corriente baja, incluida la contaminación de nutrientes que provoca la eutrofización.

Además de causar erosión y contaminación del agua, el desguace superficial en las zonas urbanas es una causa principal de inundaciones urbanas, lo que puede dar lugar a daños de propiedad, humedad y moho en los sótanos y inundaciones callejeras.

Escorrentía urbana es la superficie de agua de lluvia, riego por paisaje y lavado de coches creado por urbanización. Las superficies inmersas (carreteras, estacionamientos y aceras) se construyen durante el desarrollo de la tierra. Durante la lluvia, tormentas y otros eventos de precipitación, estas superficies (construidas a partir de materiales como el asfalto y el hormigón), junto con tejados, llevan agua de tormenta contaminada a los desagües de tormenta, en lugar de permitir que el agua percute a través del suelo. Esto causa la disminución de la mesa de agua (porque la recarga de agua subterránea se disminuye) y la inundación ya que la cantidad de agua que permanece en la superficie es mayor. La mayoría de los sistemas municipales de alcantarillado descargan agua de tormenta sin tratar a arroyos, ríos y bahías. Este exceso de agua también puede llegar a las propiedades de las personas a través de respaldos del sótano y ver página a través de la pared del edificio y suelos.

La escorrentía urbana puede ser una fuente importante de inundaciones urbanas y contaminación del agua en las comunidades urbanas de todo el mundo.

El flujo de flujo, o la fuga de canales, es el flujo de agua en las corrientes y otros canales, y es un elemento importante del ciclo de agua. Es un componente de escorrentía, el movimiento del agua de la tierra a los cuerpos de agua, siendo el otro componente de superficie. El flujo de agua en los canales proviene de la escorrentía superficial de las colinas adyacentes, del flujo de aguas subterráneas fuera del suelo, y del agua descargada de tuberías. La descarga de agua que fluye en un canal se mide utilizando medidores de flujo o puede ser estimada por la ecuación Manning. El registro del flujo a lo largo del tiempo se llama hidrograma. La inundación ocurre cuando el volumen del agua excede la capacidad del canal.

Un modelo de escorrentía o modelo de precipitación describe cómo la precipitación se convierte en escorrentía en una cuenca de drenaje (zona de captación o cuenca hidrográfica). Más precisamente, produce un hidrografo de escorrentía superficial en respuesta a un evento de precipitaciones, representado por e introducido como un hitógrafo. Los modelos Rainfall-runoff necesitan ser calibrados antes de que puedan ser utilizados.

Un modelo bien conocido es el embalse lineal, pero en la práctica tiene aplicabilidad limitada.

El modelo Runoff con un reservorio no lineal es más universalmente aplicable, pero aún así se mantiene sólo para las capturas cuya superficie está limitada por la condición de que la precipitación pueda considerarse más o menos distribuida uniformemente en la zona. El tamaño máximo de la cuenca depende de las características de las precipitaciones de la región. Cuando el área de estudio es demasiado grande, se puede dividir en sub-catchments y los diversos hidrografos de escorrentía pueden combinarse utilizando técnicas de enrutamiento de inundaciones.

El número de curva de escorrentía (también llamado número de curva o simplemente CN) es un parámetro empírico utilizado en la hidrología para predecir escorrentía directa o infiltración del exceso de precipitación. El método de número de curva fue desarrollado por el Servicio de Conservación de Recursos Naturales de la USDA, que anteriormente se llamaba Soil Conservation Service o SCS — el número todavía se conoce popularmente como un "número de curva de escorrentía SCS" en la literatura. El número de curva de escorrentía se desarrolló a partir de un análisis empírico de escorrentía de pequeñas cuencas y parcelas de ladera supervisada por el USDA. Es ampliamente utilizado y es un método eficiente para determinar la cantidad aproximada de escorrentía directa de un evento de precipitaciones en un área particular.