Modelo y simulación hidrogeológica para la sostenibilidad del acuífero libre de los Montes Torozos

Resumen

La disponibilidad de recursos hídricos en cantidad y calidad adecuada para los usos demandados, se ha convertido en una de las piedras angulares de cualquier propuesta de desarrollo económico y social. Bajo estas premisas se ha producido un cambio en la percepción y la valoración de los recursos hídricos y consecuentemente en un cambio en los paradigmas de la planificación. Este cambio social ha permitido generar nuevos escenarios para la gestión de los recursos hídricos, que incluyan el cambio climático, el estudio de los contaminantes emergentes, o incluso la cuantificación del agua virtual. En este trabajo de investigación, una vez caracterizado hidrogeológicamente el acuífero del páramo de los Montes Torozos, a través de los parámetros hidrogeológicos clásicos: la precipitación, la evapotranspiración, la infiltración, la piezometría, la permeabilidad, la trasmisividad, la inercia de respuesta, la curva de agotamiento, el coeficiente α, las extracciones y la escorrentía superficial, se ha determinado el balance hídrico mediante el estudio de la recarga y las salidas. A partir de todas ellas se ha elaborado un modelo conceptual de funcionamiento del sistema. Sobre el modelo conceptual, y partiendo de los parámetros de recarga y drenaje, así como de su situación espacial, se ha hecho una evaluación del volumen de los recursos y de las reservas disponibles. Mediante la caracterización ambiental del área de trabajo (medio físico, medio biótico, medio socioeconómico y medio perceptual) se han estimado las demandas presentes y futuras, cerrándose de esta manera el balance hídrico del sistema acuífero de los Montes Torozos (cuenca hidrográfica del río Duero, provincias de Valladolid y Palencia, superficie de 1.000 km2, cota del páramo varía entre los 750 y los 880 m snm, población 47000 hab. distribuidos por 57 términos municipales). Respecto a los aprovechamientos del suelo de la zona, el páramo estaba ocupado por los usos agrícolas y forestales, pero la roturación progresiva de tierras ha dado lugar a que los cultivos de secano hayan llegado a ser el uso más extendido hoy en día. Por esta razón, con el fin de asumir el contenido de la Directiva Marco del Agua de la Comunidad Europea 2000/60/CE y la Directiva sobre aguas subterráneas 2006/118/CE, se ha decidido evaluar su vulnerabilidad, como base para proponer las políticas de articulación territorial. En este sentido, la evaluación de contaminación de las aguas subterráneas es un proceso complejo y lleno de incertidumbre a escala regional. Para lo cual, se ha desarrollado una metodología integrada de evaluación de la vulnerabilidad, que pueda servir para gestionar eficazmente y proteger una fuente de recursos naturales tan valiosa como es el agua dulce, en dicha metodología se ha tenido en cuenta la jerarquía de uso o la protección de las zonas de alto riesgo o muy sensibles. Durante el proceso de caracterización se ha generado un sistema de información geográfico (SIG), a partir del cual se ha realizado el análisis territorial de forma paralela al desarrollo de las metodologías empleadas para la construcción de los modelos hidrogeológicos y geoestadísticos (SpaceStat 4.08). El tratamiento de la información cartográfica, además, ha permitido visualizar la evolución espacio- temporal a lo largo de los últimos 50 años de las variables espaciales analizadas. Dicho análisis se ha traducido en la elaboración de cartografía temática obtenida a partir de técnicas de teledetección y fotointerpretación de imágenes de satélite, ortofotografías y fotogramas de los vuelos históricos de 1956/59 y 1977/83 apoyadas sobre la cartografía de los proyectos CORINE (Coordination of information on the environment) Land Cover de los años 1990, 2000 y 2006. El Páramo de los Montes Torozos se trata de un acuífero kárstico y libre, que lo hace especialmente vulnerable a la inmisión de contaminantes externos, por ello y para determinar el estado actual y evaluar objetivamente la vulnerabilidad del sistema se ha efectuado una primera caracterización de los parámetros físico-químicos más representativos, y posteriormente se han estimado los índices de vulnerabilidad y susceptibilidad empleando la metodología DRASTIC. La aplicación de estos índices, ha demostrado que es necesario elaborar un modelo de articulación territorial eficaz que evite situar en las zonas más vulnerables las actividades más peligrosas como la autovía, el aeropuerto, la cárcel o la subestación de transformación eléctrica. Los resultados obtenidos de la caracterización permiten concluir que el acuífero libre de los Montes Torozos es una estructura hidrogeológicamente aislada, compuesta por una serie calcárea Pontiense aparentemente subhorizontal, ligeramente acuñada, y con una pendiente de unas 2 milésimas hacia el suroeste. Estas características son las responsables de que del flujo preferencial en esta misma dirección y sentido. Geológicamente, el páramo está constituido por una superficie estructural de calizas sensiblemente horizontales, que reposan sobre una capa de materiales impermeables de origen mixto detrítico evaporítico de la Facies Cuestas. Éstas constituye el substrato inferior a las calizas y está constituido por una serie de materiales blandos arcillosos margoso-yesíferos. Las calizas, por su parte, son de color gris, duras y con una estructura microcristalina, y se encuentran en bancos de espesor variable separados por intercalaciones margosas. El acuífero se corresponde con la masa de agua superficial del Páramo de Torozos (identificador 400032), incluida en el Plan Hidrológica de la Cuenca del Duero de 2009, su espesor general es de 6 a 10 metros, aunque puntualmente puede alcanzar los 30 metros. La recarga del sistema se efectúa preferentemente a través de la red de fisuración Finineógena. Por este motivo se ha desarrollado un sistema kárstico que en superficie está constituido por un sistema de dolinas, que se ajusta con las alineaciones de la red de fracturas, NE-SO y SE-NO de la fase Iberomanchega. Esto permite que la acción erosiva del agua dibuje una red hidrográfica que drena el páramo hacia el SO dando lugar a amplios valles paralelos en forma de artesa. Este flujo preferente es el responsable del trazado de la red fluvial y su mayor desarrollo, y por tanto consecuente a su vez con la red de fisuración. Teniendo en cuenta estos alineamientos se han introducido los parámetros de la piezometría y el drenaje del sistema dentro del modelo de flujo hidrodinámico mediante la herramienta "Visual Modfow". La red de drenaje definida y validada en este modelo tiene un carácter interactivo, lo que facilita su uso como herramienta de gestión en la planificación de la explotación de los recursos hídricos del sistema. Pero para la elaboración de este modelo ha sido necesario recurrir a la reconstrucción geoestadística de la superficie piezométrica del páramo, lo que ha permitido diferenciar dos zonas en el acuífero. A partir de éstas, se ha determinado el régimen de extracciones y del aforo de manantiales; y se ha modelizado y simulado el comportamiento del flujo del acuífero en régimen estacionario y transitorio. Los resultados obtenidos corroboran diversas hipótesis sobre el acuífero, entre las que está el flujo dominante hacia el SO alimentando los manantiales y arroyos más caudalosos del acuífero. Por otra parte, a pesar de la existencia de un volumen suficiente, debido su escasa calidad, la masa de agua presenta fuertes restricciones para su aprovechamiento y gestión debido a su composición química. Es decir, puede asumirse un incremento de las extracciones sin poner en riesgo de sobrexplotación el sistema, siempre y cuando el agua no se use para consumo humano. Respecto su funcionamiento, el acuífero, presenta unas entras, que se produce principalmente por: a) las precipitaciones, y b) los retornos de riego; y unas salidas, asociadas con: a) el drenaje perimetral, b) el drenaje difuso entre las calizas y las arcillas, y c) por las extracciones mediante pozos. Así, en base a los datos experimentales se ha determinado que la masa de agua presenta una inercia de cuatro meses y un periodo completo de renovación de los recursos de dos años. En lo referente la vulnerabilidad, Torozos presenta una alta vulnerabilidad a la inmisión de contaminantes, principalmente los procedentes de las actividades agrícolas y ganaderas, que serían extensivas a toda la superficie del páramo, pero también las asociadas al vertido de sustancias egelantes y/o fugas de los depósitos de combustibles a lo largo de la carretera N-601. De esta forma, se justifica la existencia de parámetros fisicoquímicos del agua que superan los límites legales permitidos . Por esta razón, la mayor parte del agua no es apta para el consumo humano, sobre todo debido a las altas concentraciones de nitrato, que duplican el máximo permitido en muchos lugares. Validados los modelos de cantidad y calidad del recurso disponible se ha estimado la sostenibilidad de los usos actuales y potenciales del sistema a partir de la determinación de los siguientes indicadores: la fiabilidad del sistema de abastecimiento de agua, la resiliencia del sistema, la vulnerabilidad y riesgos del sistema, la integridad del sistema ambiental, la equidad en la distribución del agua, y la viabilidad económica de la explotación. Integrando todas las variables que definen la sostenibilidad de uso del acuífero, se puede concluir que esta es buena. No obstante se debe prestar especial atención a aquellas variables que se ven influenciadas por la vulnerabilidad y calidad del agua, como serían la fiabilidad del abastecimiento en calidad y la integridad asociada al uso agrícola extensivo. De esta manera las medidas que se proponen adoptar en términos de conservación se vinculan a la protección del acuífero, con medidas que minimicen los riesgos de inmisión y/o no aumenten la vulnerabilidad del sistema, mejorando el suministro y las demandas planteadas.