El documento define un balance hídrico como un análisis de las entradas y salidas de agua en una cuenca a lo largo del tiempo, teniendo en cuenta los cambios en el almacenamiento. Explica que un balance hídrico es importante para solucionar problemas hidrológicos, evaluar recursos de agua y predecir consecuencias de cambios en ríos y cuencas. Finalmente, describe las variables clave que se consideran en un balance hídrico como precipitación, escorrentía, aguas subterráneas, evaporación

1. BALANCE
HÍDRICO

2. DEFINICIÓN
Un balance hídrico es un análisis de las entradas y salidas de agua en un
sector de una cuenca a lo largo del tiempo, teniendo en cuenta los cambios en
el almacenamiento interno bajo diferentes escenarios.

3. IMPORTANCIA
Un medio para solucionar problemas hidrológicos teóricos y prácticos.
A partir de un balance hídrico es posible hacer evaluación cuantitativa de los
recursos de agua y sus modificaciones por actividades humanas.
El conocimiento de la estructura del balance hídrico de lagos, cuencas
superficiales y cuencas subterráneas, es fundamental para:
Uso racional de recursos de agua en el espacio y en el tiempo,
Mejorar el control y redistribución de los mismos (trasvases de cuencas, control de
máximas crecidas, etc.)
Ayuda en la predicción de consecuencias de cambios artificiales en régimen
de ríos, lagos y cuencas subterráneas.
La información que proporciona el balance hídrico de cuencas de ríos y lagos
para cortos períodos de tiempo (estaciones, meses, semanas y días) se utiliza
para explotación de embalses y predicciones hidrológicas.

4. IMPORTANCIA
Con los datos del balance hídrico es posible comparar recursos específicos
de agua en un sistema, en diferentes períodos de tiempo, y establecer grado de
su influencia en las variaciones del régimen natural.
Después del análisis inicial, utilizado para estimar componentes del balance
hídrico y su ajuste en la ecuación, es posible detectar deficiencias en
distribución de estaciones de observación y descubrir errores sistemáticos de
medición.
Finalmente, el conocimiento del balance hídrico permite evaluación indirecta
de cualquier componente desconocido dentro de él, por diferencia entre los
componentes conocidos; por ejemplo, evaporación a largo plazo, en una cuenca
de un río, puede calcularse por diferencia entre la precipitación y el caudal.

5. CARACTERÍSTICAS
Los parámetros del balance tienen validez particular en ingeniería hidráulica.
Las condiciones y procesos del agua que pueden proporcionar “servicios
ambientales” sólo pueden definirse cuando se entienda su funcionamiento.
El balance hídrico sólo examina volúmenes de agua en un tiempo dado y se
usa en zonas geográficas con límites arbitrarios.
No establece condiciones y procesos de participación del agua subterránea.
No es una herramienta que permita definir interacciones entre agua superficial
y subterránea en:
Términos del funcionamiento de ecosistemas
Respuesta ambiental (hundimiento, inundación, problemas de salud, erosión,
pérdida de vegetación, etc.)

6. CARACTERÍSTICAS
El agua subterránea es un agente geológico y por lo tanto, con memoria de
los procesos ocurridos en un espacio y tiempo particulares.
El balance es válido para determinar caudal de “disponibilidad”, no para
conocer funcionamiento de agua superficial y subterránea, servicios
ambientales, etc.
El balance está condicionado a calidad y cantidad de información y es difícil
ratificar los valores encontrados.
Aunque pudiera ser exacto un balance:
La recarga estimada no necesariamente es la cantidad de agua que se puede usar
(una parte va a los ecosistemas)
No define las zonas de recarga, su jerarquía y procesos involucrados
No determina las zonas de descarga su jerarquía y vulnerabilidad
No indica la realidad de cómo y dónde extraen agua los ecosistemas
No indica conexión entre agua superficial y subterránea y del flujo subterráneo
intracuencas
No indica cuál es la respuesta ambiental a la extracción
No da indicio de la respuesta en el agua subterránea a cambios en ambiente externo

7. BALANCE HÍDRICO –ECUACIÓN
FUNDAMENTAL
Las entradas están definidas por:
Precipitación (P), como Lluvia y/o nieve
Agua de escorrentía entrante (Qgin)
Agua superficial (Qin)
Aguas subterráneas entrantes (Gin)
Las salidas están definidas por:
Evaporación (Es)
Transpiración (Ts)
Agua de escorrentía saliente (Qgout)
Agua superficial (Qout)
Infiltración (I)
Aguas subterráneas salientes (Gout)

8. BALANCE HÍDRICO –ECUACIÓN
FUNDAMENTAL
La variación en el almacenamiento está definida como la diferencia entre lo
que entra y lo que sale, definida para un volumen de control.
Volumen de control: Porción de corteza terrestre a la cual se le va a
determinar la variación en el almacenamiento.
En esta ecuación, el diferencial representa el cambio en el almacenamiento, I
representa el total de las entradas y O el total de las salidas.
Agua Superficial: P + Qin - Qout + Qgin - Qgout - Es – I = ΔSs
Agua Subterránea: I - Gin - Gout + Ts = ΔSg

9. BALANCE HÍDRICO –ECUACIÓN
FUNDAMENTAL
CAMBIO DE ALMACENAMIENTO (∆S):
Almacenamiento de aguas subterráneas
Almacenamiento por cambio de humedad del suelo
Almacenamiento superficial en embalses y en canales; propia de escorrentía
superficial.
IN – OUT = ∆STORE / ∆time
I – O = ∆S / ∆t

10. BALANCE HÍDRICO –ECUACIÓN
FUNDAMENTAL
Entradas (I):
Precipitación
Importaciones de agua (aguas
residuales, descargas de
hidroeléctricas, etc.)
Escorrentía superficial desde otras
cuencas u hoyas
Aguas subterráneas desde otras
cuencas u hoyas.
Salidas (O):
Evaporación
Transpiración
Escorrentía superficial hacia otras
hoyas (p.ej. el mar)
Agua subterránea hacia otras
cuencas u hoyas.
Infiltración
Exportaciones de agua (agricultura,
acueductos, industria, etc.)

11. BALANCE HÍDRICO –ECUACIÓN
FUNDAMENTAL

12. BALANCE HÍDRICO –ECUACIÓN
FUNDAMENTAL
P – Q – G – E – T = ΔS
El balance hídrico, como se observa en la ecuación anterior retoma toda el
agua que atraviesa las barreras del volumen de control, o sea que tiene en
cuenta tanto el agua superficial como la subterránea.
Sin embargo, en términos prácticos lo que
se hace normalmente es determinar el
balance del agua superficial, es decir
obtener valores de precipitación,
evaporación, transpiración, escorrentía y de
aguas superficiales para una zona dada.

13. BALANCE HÍDRICO –ECUACIÓN
FUNDAMENTAL
El balance hídrico, como se observa en la ecuación anterior retoma toda el
agua que atraviesa las barreras del volumen de control, o sea que tiene en
cuenta tanto el agua superficial como la subterránea. Sin embargo, en términos
prácticos lo que se hace normalmente es determinar el balance del agua
superficial, es decir obtener valores de precipitación, evaporación, transpiración,
escorrentía y de aguas superficiales para una zona dada..

14. 14
BALANCE HIDROLÓGICO EN
CUENCA
P - Q - G - ET - S = 0
Donde:
P = Precipitación;
Q = Caudal superficial;
G = Caudal subterráneo;
ET = Evapotranspiración;
S = Cambio en humedecimiento

15. QD
IM
QV
EP
I
Qa
Qa+P=QV+QD+I+IM+E+S
S
BALANCE HIDROLÓGICO EN
EMBALSES

16. 16
BALANCE HIDROLÓGICO EN UNA
REGIÓN
Para un cierto intervalo de
tiempo, ecuación de balance
hidrológico para una región
involucra todos los componentes
del ciclo hidrológico.

17. P
ET
Q1
QZ1
Q2
QZ2
RZ
ZDZ
R2
P+Q1+R1+QZ1=R2+ET+Q2+QZ2±H±Z
QZ1+RZ=QZ2+DZ ± H ± Z
BALANCE HIDROLÓGICO REGIÓN

18. 18
*
P + Qsa + Qza = E + ET + I + Qse + Qze + SL + SS + Sz + SN
* Donde:
P = Precipitación media
Qsa = Caudales superficiales afluentes a cuenca
X = Y + dS/dt
"X" representa insumos o entradas al sistema por unidad de tiempo, "Y"
las salidas por unidad de tiempo y dS/dt es la tasa de variación con el
tiempo del almacenamiento de masa o volumen en el sistema.

19. BALANCE HIDROLÓGICO
Qza = Caudales subterráneos afluentes
E = Evaporación media desde superficies de agua libre
ET = Evapotranspiración media
I = Retención de la precipitación por intercepción de la vegetación
Qse= Caudales superficiales efluentes de cuenca
Qze = Caudales subterráneos efluentes
SL= Variación en período, de volúmenes de agua almacenada
superficialmente (lagos, embalses, lagunas, depresiones superficiales del
terreno, etc)
SS= Variación del volumen de agua almacenada en suelos no saturados (en
forma de humedad del suelo)
Sz = Variación del almacenamiento subterráneo en acuíferos
SN = Variación del agua almacenada en nieves y glaciares

20. SISTEMA SUELO-AGUA-PLANTA
P
P
In
In
IH
Pf
Z
EI1
EI2
ES1
ES2
Napa
subterránea
ET
Zona radicular
Zona de
percolación
BALANCE HIDROLÓGICO
ET

21. P + EI1 + ES1 = ET + EI2 + ES2 + In + H + Z
ENTRADAS
SALIDAS
VARIACIONES
ALMACENAMIENTO
BALANCE HIDROLÓGICO

22. 22
BALANCE HIDROLÓGICO
Balance en superficie

23. ASPECTOS BÁSICOS A CONSIDERAR EN
EL BALANCE HÍDRICO SUPERFICIAL
BALANCE HÍDRICO
SUPERFICIAL.
VARIABLES DE
SALIDA.
•Área o límite de estudio.
•Variables de entrada y de salida.
•Variación del volumen.
•Volumen de escurrimiento natural hacia
aguas abajo.
•La variación de volumen en cuenca
hidrográfica llega a ser insignificante
cuando no se tienen cuerpos de agua
(lagos, embalses, etc.) con superficies de
gran tamaño.
• Volúmenes de consumo para los diversos
usos.
• Volúmenes de transferencia de agua entre
cuencas vecinas.

24. ASPECTOS BÁSICOS A CONSIDERAR EN
EL BALANCE HÍDRICO SUPERFICIAL
Cartas topográficas
digitales a escala
1:50000
Cartas edafológicas y
de usos de suelos
Información
hidroclimatológica
•Localización geográfica
•Corrientes naturales
•Limites municipales, cuencas
•Poblaciones
•Red hídrica
•Cálculo del escurrimiento medio
anual por método indirectos en
cuencas sin información
•Uso del suelo/cobertura
vegetal/volumen de escurrimiento
•Precipitación media anual
•Evaporación
•Radiación solar, Hº Rº
•Velocidad y dirección de viento
•Estadísticas por sectores

25. ASPECTOS BÁSICOS A CONSIDERAR EN
EL BALANCE HÍDRICO SUPERFICIAL
Volumen mensual de
extracción de agua
superficial y subterránea
Información de acuíferos
existentes en la zona de
estudio
Información de los
principales cuerpos de
agua
• Urbano (uso doméstico)
• Agrícola
• Industrial, etc.
• Área de acuíferos
• Conductividad hidráulica
• Capacidad de
almacenamiento
• Batimetría (curvas elevación-
área-volumen) de los
cuerpos de agua

26. BALANCE HÍDRICO EN UNA CUENCA
Entradas (E):
•Precipitación
•Importaciones de agua
•Escorrentía superficial desde otras
cuencas
•Aguas subterráneas desde otras
cuencas
Salidas (S)
• Evaporación
•Transpiración
•Escorrentía superficial hacia otras cuencas
•Exportación de agua
•Agua subterránea hacia otras cuencas
•Infiltración (pasa a escorrentía subsuperficial)
Cambio de almacenamiento (∆A)
• Almacenamiento de aguas subterráneas
•Almacenamiento por cambio de humedad del suelo
•Almacenamiento superficial en embalses canales y en la escorrentía superficial
E – S = [∆A/∆T]

27. ESTIMACIÓN DEL BALANCE HÍDRICO
(IMTA )
ΔV = (Cp + Ar + Re + Im) − (Ab +U + Ev + Ex)
Donde:
ΔV : Variación de volumen,
Cp : Escurrimiento natural por cuenca propia,
Ar : Escurrimiento aguas arriba,
Re: Retornos de agua,
Im : Importaciones desde cuencas vecinas,
Ab: Escurrimiento a la salida de la cuenca (aguas
abajo),
U: Usos del agua,
Ev: Evaporación en cuerpos de agua, y
Ex: Exportaciones hacia cuencas vecinas.
I + Ri + Es − ETz − Sm − B = ΔV
Donde:
I :Infiltración-recarga de agua de lluvia
Ri: Recarga inducida: retornos de riego, fugas en
los sistemas de abastecimiento de agua de las
zonas urbanas
Es: Entradas de agua al sistema por flujo lateral
subterráneo proveniente de las fronteras de la zona
de balance y por otros acuíferos
Etz: Evapotranspiración de la zona saturada
Sm: Salida de agua por manantiales
B: Extracción de agua subterránea por bombeo
ΔV: Cambio en el volumen almacenado
AGUAS SUPERFICIALES AGUAS SUBTERRÁNEAS