La hidrosfera
1. Observe detenidamente el dibujo y responda a las cuestiones que se plantean a continuación:
a) Describa el ciclo representado en el dibujo.
b) Exprese mediante un diagrama de relaciones causales (temperatura, nubosidad, precipitación, evapotranspiración, escorrentía, infiltración) este ciclo en el caso de que se produjera un incremento de la temperatura.
c) ¿Qué consecuencias tendría este aumento en una zona con una cubierta vegetal poco desarrollada? Indique algunas medidas que se puedan aplicar para minimizarlas.
2. La figura representa esquemáticamente el ciclo hidrológico global, indicándose los volúmenes de agua que se intercambian anualmente.
b)¿Cuáles pueden ser las causas de las variaciones del nivel del mar? Razone la incidencia que puede tener en el ciclo hidrológico.
c)¿Cuáles podrían ser las consecuencias de estas variaciones en las poblaciones humanas?
3. A partir de la observación de la fotografía adjunta, responda razonadamente a las siguientes cuestiones:
a) Identifique la forma de depósito y describa las partes marcadas con los números 1, 2 y 3.
¿b) Qué relación guardan la erosión, el transporte y la sedimentación con cada una de las partes señaladas en la cuestión anterior?
c) ¿Cuáles son los riesgos geológicos que están ligados con la dinámica de un torrente?
a) Depósito en abanico. 1. Cuenca de recepción. 2. Camal de desagüe. 3. Cono de deyección
b) En la cuenca de recepción actúan las aguas salvajes de manera que se produce una gran erosión. En el canal de desagüe hay aguas encauzadas, por lo que hay erosión lineal y transporte y en el cono de deyección, se produce la sedimentación.
c) El principal riesgo de un torrente es su torrencialidad y por tanto riesgo de inundaciones.
| (EVPT) Evapotranspiración mm/año | 390 | 250 |
| (ESP) Escorrentía superficial (mm/año) | 75 | 25 |
| (ESB) Escorrentía subterránea (mm/año) | 55 | 5 |
4. La tabla adjunta contiene datos climáticos correspondientes a los valores medios anuales observados en una cuenca hidrográfica, en la que se alternan períodos "secos" con otros períodos "húmedos", durante los cuales se producen efectos atmosféricos considerados como de "gota fría". La región, localizada en las proximidades del litoral, está constituida mayoritariamente por calizas intensamente karstificadas, arenas y algunas arcillas, con escasa vegetación natural y topografía irregular.
a) Establezca, a partir de los datos de la tabla, el balance hídrico medio de la cuenca, teniendo en cuenta que se han alternado por igual años "secos" y "húmedos".
b) De acuerdo con dicho balance y los datos de la tabla, establezca qué porcentaje de agua recibida en la cuenca por precipitaciones puede considerarse teóricamente como agua disponible para consumo. Señale además dos condiciones (naturales o impuestas por la acción humana) que permitan aprovechar mejor (o hacer disponibles en mayor medida) esos recursos.
c) Explique brevemente en qué consiste el fenómeno denominado "gota fría", indicando en qué regiones de España se da con reiteración y en qué época(s) del año.
5. La gráfica representa el hidrograma de un año hidrológico obtenido en una estación de aforos de una cuenca hidrográfica española.
a) Justifique a qué zona española puede pertenecer ese hidrograma
b) Identifique en la gráfica una situación de riesgo potencial y proponga posibles medidas que minimicen sus efectos.
c) ¿Qué interés tiene conocer el caudal de agua que llevan nuestros ríos? ¿Qué componente/s del ciclo hidrológico se cuantifica/n mediante los datos que aportan las estaciones de aforo?
d) Aún hoy se sigue considerando por algunos sectores de opinión que “es un despilfarro que los ríos lleven agua hasta el mar”. Aporte dos argumentos a favor y otros dos en contra de esta opinión.
6. Elabore el hidrograma correspondientes al río Segura, a su paso por Murcia, según los datos que figuran enla siguiente tabla:
| Ene | Feb | Mar | Abr | May | Jun | Jul | Ago | Sep | Oct | Nov | Dic | |
| Aportación natural (m3/s) | 8,5 | 17,5 | 16,8 | 16,5 | 8,5 | 5,8 | 4,5 | 3,2 | 4,2 | 4,2 | 7,8 | 7,8 |
| Caudal circulante(m3/s) | 7,5 | 4,5 | 8 | 8 | 8,5 | 8 | 14,2 | 15,3 | 8,3 | 6,3 | 5 | 5 |
a) Para los caudales correspondientes a la aportación natural.
b) Para los caudales reales circulantes.
c) ¿A qué se debe la diferencia entre una y otra gráfica? ¿Este río está muy regulado? ¿Cómo?
d) Explique las consecuencias que esto pueda tener sobre los seres vivos del río y sobre el riesgo de avenidas.
7. El siguiente gráfico representa el hidrograma del río Chico los días anteriores y posteriores a dos precipitaciones intensas pero casi idénticas que estuvieron a punto de provocar inundaciones. Es necesario indicar que la cuenca se ubica en un substrato permeable y que hacía prácticamente seis meses que no llovía.
a) ¿De dónde procede el agua que llevaba el río los días anteriores a la primera precipitación?
b) ¿Cómo se explica que la segunda crecida represente más caudal y tenga un tiempo de respuesta más rápido y una curva de agotamiento más larga?
c) ¿Existirá riesgo de inundaciones?
8. Observe la figura y responda a las siguientes cuestiones:
a) ¿Qué nombre reciben esas gráficas? Ponga nombres a las zonas que aparecen numeradas.
b) ¿Qué representan las gráficas A y B? ¿Qué parámetros han variado?
c) ¿Cuáles han podido ser las causas que han determinado la gráfica B?
9. Los hidrogramas A y B han sido obtenidos en el mismo punto de un cauce y bajo un régimen pluviométrico similar, pero el A unos años antes que el B. En relación con ellos, responda a las siguientes cuestiones:
a) Comente brevemente la respuesta del río en cada caso.
b) ¿Qué tipo de actuaciones se han podido desarrollar sobre la cuenca que expliquen el diferente comportamiento del río?
c) ¿Qué consecuencias ambientales (favorables o desfavorables) han podido derivar de las actuaciones sobre la cuenca hidrográfica?
a) Tanto la gráfica A como la B parecen corresponderse con lluvias intensas durante un período breve (unas horas como mucho), es decir: una fuerte tormenta. La gráfica A muestra un caudal bajo que aumenta rápidamente: de menos de 5 m3/s a 50 m3/s en unas seis horas, para luego descender igual de rápidamente hasta su valor inicial una vez finalizada la precipitación.
La gráfica B está mucho más «aplanada». Aunque el máximo caudal se alcanza en un período de tiempo similar, alcanza solo los 20 m3/s, mientras que el descenso de caudal posterior al máximo es más progresivo que en el caso A. Es decir: el hidrograma B tiene un tiempo de respuesta mayor.
Con la actuación se ha retardado la respuesta del curso de agua.
b). Las obras estructurales (construcciones) destinadas a aumentar el tiempo de respuesta de un curso de agua (arroyo o río) se llaman obras de laminación, y pueden consistir en pequeños diques en los arroyos que recogen el agua en la cuenca de recepción, en aterrazamientos del terreno, estanques, etc. Puede también retardarse la respuesta de un río mediante la construcción de un embalse. Se puede también retardar la respuesta del curso de agua aumentando la capacidad del terreno para infiltrar y retener el agua de lluvia, lo que puede lograrse reforestando la cuenca de recepción o afianzando las pendientes y taludes con mallas que facilitan el crecimiento de la vegetación herbácea y arbustiva.
c). La construcción de obras de laminación constituye un impacto positivo, ya que rebaja la capacidad erosiva de las aguas salvajes y protege, por tanto, el suelo. La reforestación y la estabilización de los suelos en las cuencas de recepción producen un impacto más positivo aún, ya que esa es la forma más eficaz de frenar la erosión y de laminar la escorrentía.
La construcción de embalses produce un impacto negativo sobre muchos factores ambientales: anega una gran superficie del terreno, impide la evacuación de sedimentos hacia la costa, interrumpe las rutas migratorias de los peces, crea masas de agua lénticas susceptibles a la eutrofización, a la colonización con especies oportunistas, etc.
Sin embargo, la laminación de la escorrentía es en algunos casos un impacto tan positivo sobre el suelo y sobre el medio humano, que compensa los impactos negativos que puedan producir la construcción de un embalse.
10. Un pequeño valle cantábrico, con una superficie de 200.000 m2, posee una precipitación de 1.200 mm, la cual origina un pequeño arroyo. La evapotranspiración en toda la cuenca es, aproximadamente, el 12 % de la precipitación. La mitad del valle está compuesto por unas arcillas, que permiten la infiltración del 10 % de la precipitación; la otra mitad de la cuenca está formado por unas calizas cuya infiltración es del 30 %. ¿Cuál es la escorrentía en lit/m2 en el punto de desagüe del arroyo?
11. En la cabecera del río Palomar se ha urbanizado una zona, hecho que ha alterado su régimen hidrológico. A continuación se muestran los hidrogramas de dos crecidas, causadas por dos fuertes tormentas con intensidad y cantidad de precipitación similar, correspondiente a las situaciones anterior y posterior a la urbanización. La urbanización ha influido tanto en el tiempo de respuesta como en el caudal punta de la crecida.
a) Explica que significa caudal punta y tiempo de respuesta.
b) Calcula el caudal punta y el tiempo de respuesta en los dos hidrogramas.
c) Explica las posibles causas de la variación en el hidrograma a partir de la urbanización deja zona.
d) Comenta dos medidas correctoras que se podrían aplicar en este caso en concreto para evitar o minimizar los riesgos derivados de un incremento del caudal punta.
a) Caudal punta es el caudal máximo alcanzado por un curso de agua como respuesta a \as precipitaciones o a otras causas. En un hidrograma es el valor de ordenadas del máximo deja gráfica.
Tiempo de respuesta es el tiempo transcurrido desde el momento en que han caído la mitad de las precipitaciones hasta el momento en que se produce el caudal punta.
b) Se toman medidas con una regla sobre los hidrogramas, y se indican los valores en la tabla.
La comparación de los hidrogramas muestra que el caudal punta ha aumentado notablemente (en más de un20%) y que el tiempo de respuesta se ha acortado a manos de la mitad depues de la urbanización de la zona.
c) El aumento del caudal punta y la respuesta más rápida del sistema torrencial a las precipitaciones indica que se ha disminuido notablemente la infiltración y ha aumentado la escorrentía, y que se ha reducido la capacidad de la cuenca de recepción y del canal de desagüe para retardar el flujo del agua. Las causas de estos cambios pueden deberse a: deforestación de la zona, ya que los árboles facilitan fa infiltración y retardan la caída del agua de lluvia al suelo; pérdida de la capa de suelo, posiblemente la deforestación haya facilitado la erosión del suelo fértil y permeable que favorecía la infiltración y retardaba la escorrentía; impermeabilización de superficies, el asfaltado, hormigonado, etc., impide la infiltración y acorta mucho el tiempo de respuesta.
d) Se puede retardar la respuesta del sistema torrencial mediante dos tipos de medidas:
- Medidas de restauración de la cuenca de recepción: pueden consistir en plantar vegetación herbácea y arbustiva y reforestación de la ciencia de recepción; adoptar medidas de sujeción del suelo, como el tendido de geomallas, de hidromantas, etc.; realizar aterrazamientos para facilitar la reforestación y dificultar la escorrentía.
- Medidas estructurales de laminación y rectificación del flujo: construcción de diques de laminación que retengan el agua momentáneamente retardando la respuesta; rectificación y acondicionamiento del cauce.
6. Recursos hídricos y gestión del agua
1. En la figura se representan tres zonas A, B y C.
a) Explique razonadamente el comportamiento de cada una de ellas desde el punto de vista hidrológico.
b) ¿Cómo puede explicarse la aparición del manantial representado en la zona derecha de la figura?
c) Explique cuál será el resultado de los sondeos 1, 2 y 3 realizados para la captación de las aguas subterráneas.
2. En un río se ha producido una descarga de las aguas residuales de un núcleo urbano.
a) Indique los efectos más relevantes que causa el vertido sobre el contenido de oxígeno disuelto.
b) Describa las características de las aguas residuales urbanas e indique qué tipo de contaminantes biológicos pueden contener.
c) Explique las diferencias entre contaminación orgánica de las aguas y eutrofización.
d) Indique qué aguas son más difíciles de depurar, las aguas superficiales o las aguas subterráneas. ¿Por qué?
3. En la tabla se expresan las reservas de agua subterránea de dos acuíferos, el del Campo de Dalías (Almería) y el de Bedmar-Jódar (Jaén). A partir de estos datos responda a las siguientes cuestiones:
ACUÍFERO | RESERVAS | RECARGA ANUAL | EXTRACCIÓN ANUAL |
| Campo de Dalías | 800 Hm3 | 160 Hm3 | 215 Hm3 |
| Bedmar-Jódar | 100 Hm3 | 2 Hm3 | 3 Hm3 |
a) Compare el grado de explotación de cada acuífero. En caso de que considere que alguno de ellos está sobreexplotado, indique el número de años que tardará en agotarse.
b) Teniendo en cuenta que el acuífero del Campo de Dalías está próximo al mar y el de Bedmar-Jodar está en el interior, describa qué riesgos pueden existir en cada uno de ellos
c) Indique los problemas derivados de la agricultura intensiva en invernaderos, como la que se desarrolla en el Campo de Dalías.
4. Observe el siguiente esquema y responde a las cuestiones que se plantean.
a) Comente el esquema adjunto diciendo de qué tipo son los acuíferos representados (A1, A2 y A3). Explique las características de los pozos P1, P2 y P3, y precise qué hay que hacer para obtener agua en cada uno de ellos.
b) ¿Qué relación existe entre el río y el acuífero A1?
c) Cite y explique dos consecuencias de la sobreexplotación de los acuíferos.
d) Ponga tres ejemplos que en su opinión constituyan un despilfarro o mal uso del agua.
5. Un equipo de técnicos realiza el análisis de dos muestras de agua correspondientes a dos zonas diferentes de un río. Los valores de algunos parámetros son los siguientes:
| DBO(mg/lit) | Bacterias coliformes/lit | |
| Zona A | 2.8 | 60.000 |
| Zona B | 250 | 150.000 |
a) ¿Cuál es el significado de la DBO?
b) ¿En cuál de las dos zonas existe mayor contaminación?
c) ¿A qué puede deberse la mayor contaminación de esa zona?
d) Indica posibles medidas correctoras.
6. Durante el año 1997, se analizaron algunos aspectos del río Guadalquivir, en concreto, la temperatura en grados Celsius y el aspecto del agua del río, que quedan recogidos en la tabla de abajo. Con los datos que se muestran conteste a las siguientes cuestiones:
MESES | Tª (ºC) | ASPECTO DEL AGUA |
| octubre | 10 | transparente |
| noviembre | 8 | transparente |
| diciembre | 11 | turbio |
| enero | 14 | oscuro |
| febrero | 16 | negro |
| marzo | 13 | oscuro |
| abril | 10 | turbio |
| mayo | 11 | transparente |
| junio | 12 | transparente |
| julio | 13 | transparente |
| agosto | 15 | transparente |
| septiembre | 13 | transparente |
a) ¿Se observa alguna anomalía? Razone la respuesta.
b) ¿Cuáles pueden ser las causas de las variaciones en el aspecto del agua y sus consecuencias en el ecosistema?
c) Indique medidas preventivas y correctoras.
7. Observa el esquema y responde a las preguntas.
a) Asigna los conceptos de condensación, precipitación, escorrentía, evapotranspiración y evaporación a las letras del dibujo.
b) ¿En qué compartimentos de los que se exponen en este ciclo del agua puede existir intervención humana? Comenta tres tipos de acciones humanas que se pueden dar.
a) A: condensación; D: precipitación; E: escorrentía; B: evapotranspiración, y C: evaporación.
b) En todos hay intervención humana. La intervención humana se produce sobre todo en los continentes, disminuyendo la escorrentía debido a la explotación de las aguas superficiales y subterráneas y a la evapotranspiración, por la destrucción de la vegetación y la desertización.
Por otra parte, la contaminación afecta a todos los sistemas; en particular, el cambio climático, por el aumento del efecto invernadero, puede alterar tanto las precipitaciones como la evaporación.
8. La tabla indica la distribución de los recursos y consumos de agua en algunas cuencas hidrográficas de España. De acuerdo con los datos, contesta a las cuestiones.
a) ¿Qué cuencas de las incluidas en la tabla tendrán problemas de satisfacción de la demanda de agua con el recurso regulado?
b) Entre las cuencas que presentan problemas, ¿qué tipos de demandas o consumos son los más exigentes?
c) ¿Existe algún caso en el que los recursos hídricos subterráneos regulados sean comparables en cantidad a los superficiales?
a) Las que presentan déficit, es decir, mayor cantidad de demanda de consumo que agua regulada: Guadalquivir y Segura.
b) En ambos casos, la demanda más exigente es el regadío.
c) En el caso de la cuenca del Segura, el agua subterránea supera el 40% de la superficial. En los demás casos, no suele superar el 10-15%.
9. La gráfica adjunta presenta la variación de algunos parámetros indicadores de la calidad del agua a lo largo de un cauce fluvial.
a) Comente la gráfica indicando los procesos que se han producido en el río y sus causas (utilice las letras de la parte superior de la gráfica como referencia de sucesivos tramos del cauce).
b) ¿Qué es la DBO? ¿Qué relación guarda su variación a lo largo del cauce con la variación de la concentración de oxígeno? ¿Qué ocurre con los sólidos en suspensión a lo largo del proceso de autodepuración?
c) ¿Qué otros parámetros químicos se utilizan para determinar la calidad de las aguas?
a) Desde el origen (0) hasta el punto A el río lleva el agua limpia. La cantidad de oxígeno disuelto es alta, los sólidos en suspensión son escasos y la demanda biológica de oxígeno (DBO) es baja.
En el punto A se produce un vertido sin depurar, probablemente de aguas residuales con alto contenido en materia orgánica. Se observa que inmediatamente aumenta la cantidad de sólidos en suspensión y aumenta mucho la DBO.
En el punto B han desaparecido prácticamente los sólidos en suspensión, pero la cantidad de carbono disuelto en el agua todavía debe de permanecer elevada, porque la
DBO todavía es importante y la cantidad de oxígeno disuelto (OD) aún es baja.
En el punto C el río ha recuperado totalmente la calidad de su agua: el oxígeno disuelto vuelve a tener valores altos, la DBO valores bajos y prácticamente no hay sólidos en suspensión.
En la gráfica se pone de manifiesto la capacidad de autodepuración de una corriente fluvial.
b) La demanda biológica de oxígeno (DBO) es la cantidad de oxígeno necesaria para oxidar biológicamente (es decir, para respirar) la materia orgánica contenida en un determinado volumen de agua. La DBO y la cantidad de oxígeno disuelto (OD) están en relación inversa, ya que si aumenta la primera, necesariamente desciende la segunda, y la segunda solo puede ser alta si la primera es baja y el medio está suficientemente agitado como para facilitar la disolución del oxígeno.
A lo largo del cauce la cantidad de oxígeno es alta al principio, desciende bruscamente en el punto del vertido, delatando que se trata de un vertido con alta concentración de materia orgánica, y luego se recupera lentamente hasta que en el punto C alcanza valores similares a los que tenía antes del vertido, indicando que el proceso de autodepuración ha finalizado.
c) Para medir la calidad de las aguas se utilizan también otros indicadores como:
• COT. Carbono orgánico total: es la concentración de carbono procedente de materia orgánica que se encuentra en un determinado volumen de agua.
• DQO. Demanda química de oxígeno: es la cantidad de oxígeno necesaria para oxidar por métodos químicos (sin intervención de la actividad biológica) la materia orgánica presente en el agua.
• DBO5. Es la cantidad de oxígeno necesaria para oxidar biológicamente (mediante respiración aerobia) la materia orgánica contenida en un volumen determinado de agua, tras cinco días de reposo.
• pH. Es la acidez del agua. Sus valores normales deben indicar un medio neutro (pH próximo a 7); valores muy bajos indican un medio ácido que puede contener metales pesados en disolución; valores altos indican actividad descomponedora (presencia de amonio), o vertidos industriales (lejías sulfíticas y cloríticas).
10. Observe la tabla que se adjunta, en la que se indica la composición de un agua residual doméstica con tres niveles de contaminación, y conteste las cuestiones que se plantean a continuación:
| Parámetro | Unid. | Concentración | ||
| Fuerte | Media | Débil | ||
| Sólidos totales | mg/l | 1200 | 700 | 350 |
| Sólidos suspensión | mg/l | 350 | 200 | 100 |
| DBO | mg/l | 300 | 200 | 100 |
| DQO | mg/l | 1000 | 500 | 250 |
| Nitrógeno total | mg/l | 85 | 40 | 20 |
| Amoniaco | mg/l | 50 | 25 | 12 |
| Fósforo | mg/l | 20 | 10 | 6 |
| Grasas | mg/l | 150 | 100 | 50 |
a) ¿Porqué las aguas con mayor nivel de contaminación presentan la DBO y la DQO más elevadas?
b) ¿En qué se podría diferenciar esta tabla con otra que indicase la composición de las aguas residuales de origen agrícola?
c) En una planta depuradora de aguas residuales urbanas, indique en qué fase o fases se produce el proceso de eliminación de sólidos de gran tamaño, de arenas y otros sólidos flotantes ligeros. Describa dos de los sistemas más comunes que se utilizan para dicha eliminación.
d) Explique cuál es la finalidad del denominado tratamiento secundario o tratamiento biológico.
e) Describa brevemente dos procedimientos biológicos muy utilizados en esta fase de depuración.
11. En la tabla se dan los valores de oxígeno disuelto (miligramos de oxígeno por litro de agua) medidos a mediodía, a diferentes profundidades de una balsa con abundancia de plancton.
| Profundidad (m) | Oxígeno disuelto (mg/l) |
| 0.1 | 9.2 |
| 0.5 | 8.1 |
| 1 | 5.3 |
| 2 | 2.9 |
| 3 | 1 |
| 4 | 0.1 |
a) Represente los datos en un gráfico. Explique el proceso biológico que predomina a mediodía en el primer medio metro de la balsa y qué organismos lo realizan.
b) ¿Qué cambios, por lo general, cree que puede haber con respecto a la concentración de oxígeno del agua al atardecer? Razónelo.
c) Explique por qué en el fondo de la balsa se da esa concentración de oxígeno. ¿Qué organismos abundan más? ¿Qué tipos de metabolismo tienen?
12. En tres puntos de un río, se han realizado varios análisis del agua y se han obtenido los siguientes valores de la demanda biológica de oxígeno (DBO).
| DBO(mg/L) | Punto A | Punto B | Punto C |
| 2,3 | 65 | 247 |
- Explique el concepto y fundamento de la DBO.
- ¿En cuál de los puntos del río es mayor la contaminación? Razone la respuesta.
c) Además de la DBO, indique otros dos parámetros químicos para medir las características y la calidad del agua.
d) ¿Qué son los indicadores biológicos de la calidad del agua?
7. Impactos sobre la hidrosfera
1. Analice los datos referidos a tres cuencas hidrográficas reflejados en la tabla siguiente:
| Denominación de lacuenca | Disponibilidadhídrica máxima | Usos del agua | |
| Agrícola | Industrial | ||
| Norte | 7.449 hm3/año | 673 hm3/año | 985 hm3/año |
| Tajo | 7.972 hm3/año | 2.155 hm3/año | 675 hm3/año |
| Segura | 791 hm3/año | 985 hm3/año | 195 hm3/año |
a) ¿Qué puede decirse de la sostenibilidad del uso de los recursos hídricos que se hace en las diferentes cuencas?
b) Compare los usos del agua en las tres cuencas y de una posible explicación para los resultados que obtenga.
2. Observe el dibujo y responde a las siguientes cuestiones.
a) Explique el proceso que representa el dibujo en los apartados 1 y 2.
b) ¿Por qué se produce la contaminación del pozo?
c) ¿Qué medidas se podrían aplicar para volver al estado inicial?
3. Observe el siguiente dibujo y responda a las siguientes cuestiones:
a) Indique los focos de contaminación y principales contaminantes que podrían afectar al río tras atravesar la zona representada en el dibujo.
b) ¿Cómo sería la variación en los parámetros DBO y OD del agua del río tras pasar por esa zona?
c) ¿Qué tipo de problemática particular puede representar la aparición de una laguna por extracción de áridos en la gravera?
4. El gráfico siguiente muestra la variación vertical de distribución de oxígeno, por la noche y de día, en el agua de un lago. En la zona superficial hay plancton con abundancia de algas. En la zona profunda hay bacterias, algunos animales y una gran cantidad de materia orgánica sedimentada.
a) Observe la zona superficial e interprete la diferencia en la distribución de oxígeno entre la noche y el día.
b) Haga lo mismo con la zona profunda.
c) Explique qué efectos tendría sobre una masa de agua de estas características y sobre sus organismos el vertido de residuos ricos en nitrógeno y fósforo.
5. Lea detenidamente el texto y responda a las cuestiones que se plantean.
CRÓNICA EN VERDE: La invasión de los nitratos
“La aparición de elevadas concentraciones de nitratos en el agua para consumo humano ha afectado, durante las últimas semanas, al normal suministro de unos 200.000 andaluces, distribuidos en las provincias de Sevilla, Granada y Córdoba. El problema de la contaminación de cauces y acuíferos está muy extendido en la región, aunque sólo en los casos en que se ve afectada la salud pública suele ponerse de manifiesto”....”Las intensas lluvias registradas durante el pasado invierno han contribuido, igualmente, a agravar la incidencia de estos episodios”.
a) ¿Cuáles pueden ser las causas de la contaminación de las aguas en estas áreas?
b) ¿Por qué las intensas lluvias favorecen la nitrificación de cauces y acuíferos?
c) ¿Qué pasos seguirán estos nitratos en el proceso general del ciclo del nitrógeno?
6. En la zona mediterránea, debido a sus características climáticas, a menudo hace falta recurrir al regadío para tener cultivos rentables. A continuación presentamos un fragmento de un artículo dónde se habla de un impacto ambiental producido por el regadío.
Regar en exceso es un hecho muy generalizado en la agricultura mundial. A menudo el bajo precio del agua agrícola y la mala infraestructura de los sistemas de riego favorecen esta costumbre. Regar en exceso implica toda una serie de problemas que el campesinado a menudo desconoce. Para regar de manera óptima tan sólo hace falta humedecer la zona de suelo dónde se localizan las raíces. Si regamos más de la cuenta, el agua se infiltra más allá de la profundidad de las raíces y no es aprovechada por las plantas. Esta parte del agua que el suelo no retiene y que, por lo tanto, las plantas después no asimilan, va drenando suelo abajo y puede llegar a zonas dónde el hombre no la aprovecha, favoreciendo el desarrollo de una vegetación exuberante allá dónde antes no había. El excedente de agua de regadío llega finalmente al cauce fluvial cargado de sales obtenidas del suelo por dónde ha pasado. Esta agua cargada de sales es reutilizada por los agricultores que riegan río abajo. Un agua cargada de sales es de difícil asimilación para las plantas. Lo que el labrador ve es que, regando mucho, las plantas asimilan muy poca agua y no producen. La solución que tiene el labrador es regar en exceso para que las sales no se concentren en el suelo. Y así volvemos al problema inicial: el regadío en exceso vuelve a generar aguas más salinas para los cultivos de río abajo. (Rabadà, 1997)
a) En el texto se describen algunas relaciones causales encadenadas. Represéntelas en un diagrama. Comente si estas relaciones producen una realimentación positiva o negativa del sistema.
b) En el artículo se habla del aumento de la concentración de sales en las aguas de infiltración. Estas sales podrán ser nitratos con los cuales se había abonado el cultivo. Comente el impacto que puede producir en un lago la llegada de aguas con estas características.
7. El Mar Menor sufre una invasión de medusas por el vertido de fertilizantes. En el 2001 hubo 70 millones de ejemplares en los 170 km2 de la laguna salada. Las medusas tomaron en 1996 el Mar Menor y no parecen querer marcharse. Llegaron desde el Mediterráneo atraídas por la gran cantidad de nutrientes que terminan en la laguna, una temperatura media de 30ºC y un 40% de salinidad.
Las medusas (70 millones en 2001) limpian el agua, pero los veraneantes (más de 500.000) no las aprecian. El momento de mayor concentración corresponde al mes de agosto, coincidiendo con el máximo de ocupación turística.
Analice la cadena trófica que se representa y responda a las siguientes cuestiones:
a) ¿Cuál es el origen del incremento de nutrientes que tiene como consecuencia el aumento de las poblaciones de medusas?
b) ¿Qué nivel/es trófico/s ocupan las medusas en la cadena alimenticia?
c) ¿Qué nombre recibe este proceso? Explique en qué consiste y los efectos que se observan a medida que avanza el proceso.
d) A fin de evitar el paso de las medusas al Mar Menor, se colocan grandes redes para apresarlas. Comente la eficacia de esta medida a corto plazo y proponga otra medida más adecuada a medio o largo plazo.
8. La figura adjunta representa el perímetro de una cuenca hidrográfica y la sección de una canalización.
a) Calcule la superficie de la cuenca hidrográfica mediante la escala gráfica.
b) Calcule los metros cúbicos de agua que en las próximas horas pasarán por la estación de aforo (A) si la noche anterior se registró en la estación pluviométrica (E) una precipitación de 20mm. Considere despreciable el valor de la evapotranspiración y la infiltración.
c) Hace dos años una población (P), situada en la parte final de la cuenca, tuvo que canalizar el río para evitar el riesgo de riadas. La sección de la canalización se encuentra en la figura adjunta. ¿Qué volumen máximo desaguará?
d) ¿Qué es el caudal ecológico de un río?
9. La figura adjunta representa un acuífero costero.
a) Establezca la correspondencia entre los números del dibujo y los siguientes elementos:
A ® Nivel freático
B ® Interfase dulce/ salobre.
C ® Cono de depresión.
D ® Capa permeable.
E ® Capa impermeable.
b) Explique cómo se produce la salinización de los acuíferos costeros.
c) ¿Qué se entiende por sobreexplotación de un acuífero?
d) ¿Qué medidas habrá que adoptar para evitar estos procesos?
10. Observe este esquema y conteste las siguientes cuestiones:
a) ¿Qué podemos deducir a partir de ese esquema? ¿Por qué se produce este fenómeno frecuentemente en nuestra zona litoral?
b) ¿Qué efectos tiene este proceso en la agricultura intensiva (cultivos de regadío)?
c) Defina el concepto de recurso hídrico. ¿Los recursos hídricos son renovables o no renovables? Haga un esquema de los distintos tipos de recursos hídricos que conozca, indicando su importancia en la Comunidad Andaluza.
11. En una cuenca hidrográfica de 20 km2 que recoge el agua en un pequeño embalse se ha registrado una precipitación de 40mm. en las últimas horas. En el punto más bajo de la cuenca (A) hay una estación de aforo por la que han pasado en las 48 horas posteriores a la lluvia un total de 5 · 105 m3 de agua. La presa deriva un caudal ecológico constante de 2m3/s y el valor de la evapotranspiración estimado para toda la cuenca durante ese periodo de tiempo es de 2 · 104 m3.
a) Calcule la cantidad de agua en que se ha incrementado la reserva del embalse al final de las 48 horas y la cantidad de agua que se ha infiltrado.
b) En la gestión de los cursos fluviales es muy importante mantener un caudal ecológico. Diga qué es el caudal ecológico y por qué razón es tan importante que el personal técnico de la presa derive parte del agua embalsada con el fin de mantener dicho caudal.
c) ¿Qué consecuencias negativas produciría la ausencia de caudal ecológico?
12. Lea detenidamente el texto y responda a las cuestiones que se plantean.
Un continente en la zona templada del Hemisferio Norte contiene un mar interior de dimensiones medias, alimentado fundamentalmente por dos grandes ríos principales. Sus aguas presentan una salinidad por debajo del 1%, y constituyen un hábitat de gran riqueza pesquera. Durante las dos últimas décadas se han realizado numerosas obras de regulación en los ríos que alimentan dicho mar, principalmente con fines agrícolas, llegando a modificar completamente la dinámica fluvial.
a) ¿Cuáles pueden ser las consecuencias medioambientales de la regulación de los caudales fluviales en el mar interior y en su entorno?
b) ¿Qué otras acciones, que no sea la regulación del caudal de los ríos, podrían resolver la necesidad de agua para fines agrícolas en las regiones afectadas?
c) En el entorno del mar interior se han intensificado en los últimos años las tormentas de arena, ¿cuál puede ser su causa?
13. Los embalses constituyen uno de los elementos más comunes de la regulación hidrológica. Según el Libro Blanco del Agua en España:
"El número de presas actualmente en servicio en España supera el millar, con una capacidad de almacenamiento total próxima a los 54.000 hm3. Hasta 1955 se sostuvo un ritmo de crecimiento de unas 4 presas anuales, pasando de las cerca de 60 presas existentes a comienzos de siglo hasta unas 270 en 1950. A partir de este año, y hasta hoy, el ritmo se acelera considerablemente, llegando a ejecutarse en media unas 20 presas anuales hasta alcanzar el parque existente actualmente. La capacidad de embalse evoluciona de manera similar, aunque con ligeras diferencias."
a) Señale las principales ventajas e inconvenientes que puede reportar la construcción de una presa.
b) Teniendo en cuenta las acciones que se precisa llevar a cabo para construir una presa, indique cuáles son los factores ambientales más comúnmente afectados. ¿Es obligatorio en España hacer una evaluación previa del impacto ambiental antes de su construcción?
c) Sugiera algunas alternativas a la construcción de un embalse para las finalidades que éste puede tener.
14. Observe las figuras y conteste a las siguientes preguntas:
a) ¿Qué diferencias encuentras entre los hidrogramas que representan las situaciones anterior y posterior a la construcción del embalse?
b) ¿Qué cambios se producirán en la dinámica fluvial tras la construcción del embalse?
c) ¿Qué ventajas puede reportar la construcción del embalse para la prevención de riesgos así como para otros usos? ¿Qué impacto ambiental puede generar?
15. El gráfico muestra uno de los aspectos de la influencia de la actividad humana sobre el medio. Teniendo en cuenta este gráfico, responda a las siguientes cuestiones:
- ¿Por qué se mide la escorrentía en m3/sg · Km2?
- ¿Cómo influyen las talas en la variación de la escorrentía y qué efecto o riesgo geológico asociado se puede producir
- ¿Qué relación puede existir entre la regulación de una cuenca hidrográfica y la erosión?
16. En una ribera de un río se ha instalado una central térmica, una industria química, una plantación de pinos, una depuradora de aguas residuales y una granja de pollos. La ubicación de cada una de ellas se representa en la figura. En estas circunstancias, empiezan a aparecer problemas ambientales, tales como la fuerte mortandad de peces, la muerte y enfermedad de algunos pinos y la carencia de oxígeno en algunos tramos del río.
a) ¿Cuáles de las zonas señaladas en el gráfico (puntos A, B C y D, en el curso del río, y punto E, en el pinar) estarán afectadas por los problemas citados?
b) Explique razonadamente las posibles causas que los han provocado.
c) ¿Qué tipo de medidas deberíamos de aplicar para minimizar los efectos?
17. Las imágenes muestran dos situaciones 1 y 2 que se han producido en un lago tras la construcción de una urbanización en sus proximidades.
a) Nombre las situaciones 1 y 2 y comente las causas probables de estos cambios que han llevado a la situación 2.
b) Comente razonadamente las diferencias entre las dos graficas que representan la variación de la concentración de oxígeno con la profundidad.
c) ¿Qué medidas deberíamos tomar para restablecer la situación inicial 1?
18. La tabla muestra la distribución de los recursos hídricos y los consumos de agua en cuatro cuencas hidrográficas españolas. A partir de esos datos, responde a las siguientes cuestiones:
a) Analice la situación hídrica de España.
b) ¿Existe riesgo de desabastecimiento hídrico en algunas regiones? ¿Qué soluciones se podrían aplicar en cada caso?
| Cuenca hidrográfica | Recursos regulados (hm3/año) | Consumo de agua (hm3/año) | Balance hídrico (hm3/año) | |||||
| Superficial | Subterránea | Total | Urbano e industrial | Regadío | Total | Superávit | Déficit | |
| Norte | 15.461 | 1.563 | 17.044 | 2.250 | 720 | 2.970 | 14.074 | - |
| Ebro | 12.712 | 195 | 12.907 | 869 | 6.685 | 7.552 | 5.260 | - |
| Segura | 575 | 216 | 791 | 406 | 1.765 | 2.171 | - | 1.380 |
| Guadalquivir | 4.125 | 375 | 4.500 | 2.088 | 4.500 | 6.588 | - | 2.088 |
c) Haga un esquema de los usos del agua.
a) * Cuenca Norte: La relación recursos regulados/consumo de agua genera un balance hídrico con superávit de 14.074 hm3/año. Por tanto, es una cuenca con un uso sostenible de sus recursos.
* Cuenca del Ebro: La situación es similar a la Cuenca Norte.
* Cuenca del Segura: La relación recursos regulados/consumo de agua genera un balance hídrico con déficit de 1.380 hm3/año. Por tanto, es una cuenca con un uso insostenible de sus recursos. Es decir, se produce una sobreexplotación del agua, que podría suponer un agotamiento de dichos recursos.
* Cuenca del Guadalquivir: La situación es similar a la Cuenca del Segura.
* Análisis global: Observamos que la relación recursos regulados/consumo de agua, en España, genera un balance hídrico con superávit de 15.961 hm3/año. Sin embargo, la distribución de estos recursos es muy heterogénea. Tenemos que hablar de dos situaciones: “La España seca y la España húmeda”, con déficit y superávit hídrico, respectivamente.
b) · El riesgo de desabastecimiento sería en la cuenca del Segura y en la cuenca del Guadalquivir.
· Posibles soluciones para ambas cuencas: Disminuir o no aumentar las zonas de regadío y/o aprovechar mejor los recursos, disminuyendo los derroches en la distribución del agua (utilizar canales cerrados para disminuir las pérdidas por evaporación, no realizar riego “a manta”, etc). Depuración y reutilización del agua: ciclo integral. Disminuir la presión turística. Desalación de agua marina o de acuíferos situados en zonas del interior. Trasvases de otras cuencas. Recarga de acuíferos.
c) Consuntivos: hay consumo del agua o un cambio en su calidad por lo que no puede volver a utilizarse. Ejemplos: uso urbano/doméstico (aguas domiciliarias, aguas negras), industrial, minero, agrícola, ganadero, etc.
No consuntivos: No hay consumo del agua por lo que puede utilizarse para otros fines al no verse afectada su calidad. Ejemplos: uso energético, navegación, pesca, recreo, medioambiental, etc.
19. En febrero de 2003, el río Ebro experimentó importantes crecidas como consecuencia de las precipitaciones que se produjeron en la cabecera de la cuenca. El gráfico adjunto representa el balance hídrico del embalse de Riba-roja durante el mes de febrero de 2003.
A partir del gráfico, conteste a las siguientes cuestiones:
a) ¿Cuándo comienza a llegar al embalse la crecida del río y cuándo se produce el caudal máximo de entrada?
b) ¿En qué momento se equilibran, aproximadamente, las entradas y las salidas?
c) ¿Qué se pretendía conseguir vaciando el embalse unos días antes de la crecida?
d) ¿Qué podría haber sucedido, río abajo, si no se hubiese descargado el embalse días antes?
e) Indique otros impactos (2 positivos y 2 negativos) que puede ocasionar la existencia de un embalse.
20. En la imagen podemos ver la presa de Porma (León). Responda a las cuestiones que se plantean:
a) ¿Por qué el nivel de una presa nunca se debe mantener al 100%?
b) ¿Cuál es la causa de que las presas tengan que desembalsar cierta cantidad de agua periódicamente?
c) De no hacerse así, ¿qué riesgos se generarían?
d) ¿A qué usos se destina el agua almacenada en un embalse?
21. Lea el siguiente artículo y responda las cuestiones:
Deltas mediterráneos con riesgo de retroceso
Los deltas tienden a crecer de forma continuada debido al aporte constante de sedimentos por los ríos y a la acción de la materia orgánica de los vegetales que enraízan en las llanuras deltaicas. En cambio, no ocurre así en los grandes deltas del Mediterráneo europeo. Más bien sucede lo contrario y los deltas de los ríos Ebro, Po y Ródano han iniciado un lento pero progresivo proceso de degradación que pone en peligro su sostenibilidad a medio plazo. En la actualidad, el tramo final del Ebro transporta 159.000 metros cúbicos de sedimentos por año, cuando años atrás transportaba 30 millones de metros cúbicos. Serían necesarios entre uno y dos millones de metros cúbicos de sedimentos al año para mantener su estado actual. Con ello se conseguiría, además, «limpiar de sedimentos los embalses».
El País, 18/12/1990. X. Pujol Gebelli
a) ¿Cuáles cree que son las causas de que los deltas de los ríos mediterráneos, y en concreto el del Ebro, se hallen en retroceso?
b) ¿Qué consecuencias ambientales puede tener dicho retroceso?
c) ¿Cómo se pueden minimizar sus efectos?
22. En la fotografía adjunta se puede observar una presa. Una gran presa como esta, altera significativamente la composición y dinámica del medio físico de una región.
a) Identifique cuatro impactos ambientales que se observen en la fotografía y explique a qué elementos del medio físico afectan.
b) ¿Qué efectos sobre los organismos de los ecosistemas fluviales tiene la construcción de un embalse? Cite y explique dos de ellos.
c) Cite y explique dos modificaciones socioeconómicas que provoca la construcción y presencia del embalse en las poblaciones del entorno.
23. Lee el siguiente texto sobre las mareas negras y contesta a las preguntas que se plantean.
El 13 de noviembre de 2002, el petrolero Prestige, cargado con 77 000 toneladas de fuel oil, se
hunde al oeste de Fisterra (A Coruña). Como consecuencia del accidente, se ven afectados 2980 kilómetros de costa, 1137playas, 450 000 m2 de rocas impregnadas de chapapote y más de 100 000 aves. Las descargas accidentales y a gran escala de petróleo líquido son una causa de contaminación de las costas. En el mar afecta a las aves, los mamíferos y los reptiles acuáticos. En la costa hay hábitats especialmente vulnerables, como los corales, las marismas y los manglares. La contaminación por crudo también puede ser muy dañina para los cultivos marinos, las playas y los centros de deporte acuáticos.
hunde al oeste de Fisterra (A Coruña). Como consecuencia del accidente, se ven afectados 2980 kilómetros de costa, 1137playas, 450 000 m2 de rocas impregnadas de chapapote y más de 100 000 aves. Las descargas accidentales y a gran escala de petróleo líquido son una causa de contaminación de las costas. En el mar afecta a las aves, los mamíferos y los reptiles acuáticos. En la costa hay hábitats especialmente vulnerables, como los corales, las marismas y los manglares. La contaminación por crudo también puede ser muy dañina para los cultivos marinos, las playas y los centros de deporte acuáticos.
a) ¿Cuáles son los principales efectos de las mareas negras?
b) Nombra tres recursos naturales que se vean afectados por las mareas negras y explica los efectos perjudiciales sobre cada uno de ellos.
c) Explica cómo se eliminan naturalmente los efectos de las mareas negras y algunos métodos humanos que ayuden a la limpieza.
a) Intoxicación y muerte de aves y peces, modificación o destrucción de ecosistemas, disminución del desarrollo del fitoplancton, inhibición de la fotosíntesis, disminución del oxígeno disuelto, alteración de la red trófica, contaminación de los fondos marinos, y problemas en las actividades pesqueras y turísticas.
b) Las zonas pesqueras, ya que muchos peces mueren y baja la producción en ellas; las zonas litorales de interés ecológico, como manglares, praderas marinas o arrecifes coralinos, en los que se producen muertes masivas de organismos, y las zonas costeras de interés turístico, que quedan sucias e impracticables.
c) De forma natural, el petróleo sufre procesos físico-químicos y biológicos que permiten su eliminación, como la evaporación de compuestos volátiles, la fotooxidación, la disolución, la emulsión o la asimilación por parte de determinados organismos (sobre todo, bacterias). Algunos procedimientos artificiales son el uso de detergentes, el aislamiento, la absorción o la inoculación de bacterias asimiladoras de petróleo.
24. La siguiente tabla recoge datos sobre la composición de un agua residual doméstica.
a) En una planta depuradora de aguas residuales urbanas, indica en qué fase se eliminan lo sólidos de gran tamaño, arenas y otros sólidos ligeros en suspensión, y qué sistemas se utilizan.
b) ¿Qué es la DBO? ¿Qué es la eutrofización de las aguas?
c) Explica qué elementos de las aguas residuales se depuran por el llamado tratamiento secundario o biológico, y describe dos procedimientos biológicos utilizados en esta fase de depuración.
d) Sugiere alguna alternativa del uso de las aguas residuales y señala todas las alternativas que conozcas para aumentar los recursos hídricos de una región.
a) En la fase de pretratamiento o tratamiento previo de las aguas, mediante filtros de reja, depósitos de desarenado por sedimentación y desengrasado superficial (con uso de inyección de aire en algunas plantas).
b) Son las siglas de demanda bioquímica de oxígeno; se trata de la cantidad de oxígeno que los microorganismos presentes en un agua determinada necesitan para oxidar la materia orgánica existente. Para estimarlo, se suele aplicar un sistema que calcula la cantidad de oxígeno utilizada por los microorganismos para degradar la materia orgánica del agua en un período (es habitual aplicarlo a cinco días) y una temperatura determinados. A veces se utiliza el cálculo de la cantidad de CO2 generado por esos microorganismos en la respiración, lo que es una medida indirecta del consumo de oxígeno.
La eutrofización de las aguas es un proceso complejo de contaminación en el que el exceso de sustancias orgánicas en un agua determina ocasiona un cambio en las cantidades y dinámica de las comunidades acuáticas, con una explosión demográfica de productores primarios superficiales (algas y bacterias fotosintetizadoras), acumulación de materia orgánica sin degradar en los fondos por anoxia y falta de transparencia (turbidez). El proceso se suele ver impulsado por aumentos de temperatura y vertidos orgánicos en medios acuáticos de escaso movimiento del agua y cierta profundidad.
c) Se depura el contenido en materia orgánica.
Los lechos bacterianos: depósitos con filtros porosos ocupados por microorganismos bacterianos a través de los cuales se hace transitar el agua para que se realice la degradación aerobia de la materia orgánica.
Los lodos activos: bacterias en grandes depósitos de agua que es aireada mediante difusores, permitiendo la degradación aerobia de la materia orgánica presente, que, junto a las bacterias, sedimentan en lodos que son retirados por decantación.
d) Las aguas residuales pueden ser utilizadas principalmente, si el grado de calidad es adecuado, para el riego de jardines o para la agricultura. En otro caso, su reintegración a los cauces en condiciones adecuadas permitirá su depuración natural total.
Alternativas de aumento de recursos hídricos por incremento de la oferta: construcción de presas, canales, acequias, trasvases, etc.; plantas desaladoras (zonas costeras), extracción de aguas subterráneas, depuración de aguas, etc. Alternativas de aumento (relativo) de recursos hídricos por reducción de la demanda o aumento de la eficiencia en el uso: utilización de tecnologías industriales de reutilización de aguas, depuración en circuitos internos, ciclos cerrados, etc.; reducción en riegos (riego por goteo, revisión de instalaciones y canales para evitar fugas, prácticas más eficientes: riego en horas de menor insolación, etc.); reducción en usos urbanos: cisternas de reducción de agua, grifos eficientes, etc.
25. Observa el dibujo y responde.
a) ¿Qué fenómeno representa el dibujo? ¿Qué ha ocurrido en el punto designado por I?
b) ¿Qué representa la curva señalada por A? ¿Y la B?
c) ¿Por qué sufre A una reducción severa en las zonas de “descomposición” y “séptica”?
d) ¿Qué ocurre con el comportamiento de la variable o curva B?
e) ¿Cuándo podemos considerar que ha finalizado el proceso de autodepuración?
f) El esquema muestra numerosos organismos (peces, crustáceos, anélidos, etc.) en cada una de las zonas. ¿Crees que resultan útiles para la detección de este tipo de procesos?
a) Representa el efecto de un vertido y la recuperación del río por autodepuración. El vertido contaminante de carácter orgánico se da en el punto I.
b) La curva A recoge el oxígeno disuelto del agua, y la B es la concentración de partículas sólidas en el agua (o turbidez del agua).
c) Porque el vertido contaminante, al aportar grandes dosis de materia orgánica, hace que se produzca un consumo creciente del oxígeno disuelto, con el fin de oxidar esa carga contaminante (por parte de los organismos presentes en el río y por simple reacción química del oxígeno disuelto). En la llamada zona “séptica”, el río pierde casi totalmente su contenido en oxígeno.
d) La turbidez aumenta de golpe en el vertido al aportarse muchos sólidos en suspensión. A partir de ese punto se produce una progresiva sedimentación (también consumo) de estos sólidos que hace que se vaya reduciendo su presencia en las aguas y se reduzca consiguientemente la turbidez.
e) En la llamada zona limpia, cuando los niveles de turbidez y de oxígeno disuelto se han recuperado y reaparece una fauna y flora características del río natural.
f) La presencia y características de los tipos de organismos vivos que habitan los ríos son un excelente medio de información sobre la calidad de sus aguas y la presencia o no de contaminantes. Son, por tanto, bioindicadores de la salud fluvial.
