MINISTERIO DE MEDIO AMBIENTE

Transcripción

1 COMISARÍA DE AGUAS INFORME SOBRE ESTADO TRÓFICO DE LOS EMBALSES DE LA CUENCA DEL DUERO 1. ANTECEDENTES Con fecha 30 de julio de 2007 se recibe en esta Confederación Hidrográfica el informe correspondiente a los resultados analíticos de la campaña de muestreo de lagos y embalses en la cuenca del Duero realizada en el verano de 2006; en el marco de la asistencia técnica denominada Evaluación del Potencial Ecológico de Lagos y Embalses con Riesgo de Incumplimiento de los Objetivos Medioambientales en el ámbito de la Cuenca del Duero, que está dirigida desde la CHD. Una vez examinado, se ha considerado conveniente sintetizar la información contenida en dicho informe de cara a facilitar el traslado de la misma a otras administraciones potencialmente interesadas y al público en general. A continuación se incluye un resumen del informe al que se hace referencia. Se debe tener en cuenta que los resultados obtenidos son los correspondientes a un momento puntual y que no pueden entenderse como absolutos, ni considerarse representativos de ningún periodo de tiempo concreto. Este tipo de muestreos tampoco refleja los cambios que las diferentes poblaciones pueden sufrir debido a la estacionalidad y a otros factores. No obstante, sí se puede decir que, en general, estos datos se refieren al caso más desfavorable posible en cuanto a la evaluación del estado trófico y de la proliferación de cianobacterias, puesto que los muestreos de han realizado en verano, que es la estación en la que se da una mayor probabilidad de blooms y en la que tiene lugar un aumento general de la biomasa fitoplanctónica en las masas de agua de carácter léntico. 2. INTRODUCCIÓN Aunque los embalses se han venido considerando tradicionalmente como sistemas híbridos entre río y lago, su estudio se ha centrado principalmente en la parte considerada lacustre, generalmente la más profunda, donde se manifiestan con mayor intensidad los fenómenos de segregación vertical de parámetros fisicoquímicos y biológicos del agua. C/ MURO, VALLADOLID TEL FAX

2 pág. 2 En realidad, desde el punto de vista hidrológico, los embalses tienen poco que ver con los lagos. Se trata más bien de ríos que en su discurrir se topan con una barrera, aumenta extraordinariamente su sección hidráulica, y disminuye la velocidad del agua hasta hacerse nula. Pero el tiempo de residencia del agua en el embalse raramente es mayor de un año, lo que sólo se produce excepcionalmente en algunos tipos de lagos. En concordancia con lo mencionado, los embalses han sido designados masas de agua muy modificadas de la categoría río en los trabajos llevados a cabo en aplicación de la Directiva Marco del Agua por parte del Ministerio de Medio Ambiente. La limnología de los embalses es también muy particular, y aunque comparte con la de los lagos algunos elementos de análisis, posee características diferenciales muy importantes en cuanto a los procesos. Por ejemplo, los lagos se eutrofizan por la carga de nutrientes procedente de los tributarios y de su cuenca de aportación directa. En los embalses, a este efecto se le une la puesta a disposición del fitoplancton (a partir del momento en que la masa de agua queda retenida) de los nutrientes que no fueron asimilados en su fase circulante. La comunidad planctónica de esta forma constituida, mantiene sus características pioneras a lo largo de toda la vida del embalse, con especies oportunistas proclives a la formación de blooms, cuyas poblaciones son sometidas a una constante explotación que, de acuerdo con las tasas de residencia mencionadas, conduce a la renovación total del plancton cada ciclo anual en la mayor parte de los casos. De acuerdo con estas consideraciones se entiende que los embalses son, de forma natural, mucho más proclives a eutrofizarse que los lagos. El grado trófico de los lagos y embalses se entiende como la capacidad de generar biomasa planctónica en el seno de la masa de agua a partir de nutrientes minerales. En los embalses, además, no hay que menospreciar la carga de materia orgánica disuelta y particulada que queda también retenida con la masa de agua embalsada, y que puede jugar un papel muy importante en el metabolismo general. A tenor del contenido en nutrientes y del desarrollo del plancton se establecen las clases de oligotrofia, mesotrofia y eutrofia; entendidas éstas como rangos convencionales a lo largo de lo que en realidad es un eje continuo oligotrofia-eutrofia. Pero, en último término, las consecuencias de la eutrofia dependen de la capacidad del sistema acuático para reciclar la materia generada, algo que subyace en el modelo de Vollenweider (1968). Si el sistema se satura hay dificultades para el reciclado y se acumulan subproductos y metabolitos; es decir, se contamina. De esta manera se puede generalizar afirmando que la eutrofización es una forma de contaminación. Los orígenes de la eutrofización son diversos pero pueden resumirse en naturales y ligados a la actividad antropogénica. Los naturales tienen que ver con la composición

3 pág. 3 litológica de las cuencas y de los procesos biológicos que en ella tienen lugar; por ejemplo, el aporte de nutrimentos es más importante en cuencas deforestadas y ecológicamente desequilibradas. En la cuenca del Duero el origen cultural más importante tiene que ver con aguas residuales urbanas y con actividades agroganaderas. 3. TIPOLOGÍA DE LOS EMBALSES DE LA CUENCA La tipología que se presenta se ha basado en el trabajo que el CEDEX (2005) llevó a cabo para el desarrollo del artículo 5 de la Directiva Marco del Agua, aunque se han introducido algunas modificaciones de índole menor. Los tipos identificados se basan principalmente en la mineralización de las aguas (silíceos y calcáreos), en el tamaño y en el lugar que ocupan en la red hidrográfica. Así se distinguen los siguientes tipos : A. Embalses en cuencas silíceas con aguas poco mineralizadas, cuencas receptoras de escasa extensión situadas en cabecera. Escaso volumen en el contexto general de los embalses de la cuenca del Duero (< 25hm 3 ). La mayor parte se encuentran en Gredos y Guadarrama, otro en la cabecera del río Tera (Puente Porto) y otro en la parte alta del Duero (Campillo de Buitrago). B. Embalses de mediano y escaso volumen ( entre 1 y 60 hm 3 ) situados en tramos medios y bajos, y con escasa aportación hídrica. Mineralización media o baja. Se encuentran en el sur-sureste de la cuenca, en la base del Sistema Central y de la Sierra de Ávila. C. Embalses en cuencas silíceas, grandes (entre 20 y 230 hm 3 ) aún considerados de cabecera, pese a que sus cuencas son ya considerablemente extensas. Son los embalses del río Tera. También se incluyen el Águeda, en la base de la Sierra de Gata y el embalse de la Cuerda del Pozo en la cabecera del Duero. D. Embalses situados en tramos bajos y medios, de gran volumen (entre 400 y hm 3 ) y con gran aportación hídrica. Son los grandes embalses del Tormes, Santa Teresa y Almendra, y Ricobayo en la parte baja del Esla. E. Embalses calcáreos (aunque de mineralización baja por encontrarse casi todos en terrenos paleozóicos), situados en las cabeceras y de medio y gran volumen (en general mayores de 70 hm 3 ). Son los embalses de la Cordillera Cantábrica y los Montes de León, situados en el borde septentrional de la Cuenca del Duero y el Sistema Ibérico.

4 pág. 4 F. Pequeños embalses calcáreos (> 3 hm 3 ) en las mismas cuencas que el tipo E. G. Grandes embalses de la red principal ( hm 3 ) con aguas mineralizadas (considerados calcáreos). Se encuentran en la parte baja del Duero, ya en los Arribes, que a pesar de ocupar terrenos silíceos sus características químicas se deben a aportes externos. H. Pequeños embalses (< 6 hm 3 ) en la red principal silíceos o calcáreos. Su principal característica es una gran aportación combinada con una elevada tasa de renovación. La distribución de los diferentes tipos se representa en el mapa de la figura ESTADO TRÓFICO DE LOS EMBALSES Dentro de los trabajos correspondientes a la asistencia técnica citada en el apartado 1 se ha realizado el diagnóstico del estado trófico de los embalses de la cuenca del Duero. Además, y con objeto de buscar tendencias, o de completar la información existente, se han incluido también datos de la campaña de verano de 2002 ( realizados en el marco del estudio Diagnóstico y Control del Estado Trófico de los embalses de la Cuenca del Duero, 2004, realizado por la Confederación Hidrográfica del Duero), y de la campaña de verano de 1988 correspondiente al estudio Estudio Diagnóstico de la Calidad de las aguas embalsadas de la Comunidad de Castilla y León: Determinación de Impactos, Propuesta de Corrección y Red de Vigilancia, 1989 llevado a cabo por la Junta de Castilla y León. En este caso, el análisis del grado trófico se efectúa evaluando la capacidad de las aguas embalsadas para generar fitoplancton a través del TSI (Trophic Status Index) el cual tiene en cuenta la concentración de fósforo total, la transparencia del agua (Disco de Secchi) y la concentración de clorofila a. La concentración de clorofila es una medida de la biomasa de fitoplancton, cuyo metabolismo y el del resto de organismos que sustenta (zooplancton, bacterioplancton) provoca los cambios en la calidad del agua que es preciso conocer para llevar a cabo una correcta gestión. Parámetros Funciones del estado trófico por parámetros DS (m) TSI (DS) = 60-14,41.ln DS Clorofila (µg/l) TSI (Clor.) = 9,81.ln Clor. + 30,6 PT (µg/l) TSI (P T) = 14,42.ln P T. + 4,15 - Media TSI = (TSI (DS) + TSI (Clor.) + TSI (P T))/3

5 pág. 5 La problemática derivada de la eutrofia se trata a través de los fenómenos de anoxia, y la aparición de NH 4 (>1 mg/l), SH 2 (presencia), y CH 4 (burbujeo) en las aguas profundas de los embalses cuando éstos se encuentran estratificados (campañas de TSI Nivel trófico <30 Ologotrofia Oligo-mesotrofia Mesotrofia Eutrofia moderada Eutrofia Eutrofia elevada >80 Hipereutrofia verano), fenómenos todos que rebajan la calidad de las aguas y son indicadores de tensión en tanto indican que el sistema acuático es incapaz de proceder al reciclado de los materiales y se auto contamina. También se contempla, como uno de los efectos más indeseables de la eutrofia, la aparición de algas productoras de toxinas (generalmente cianobacterias) y de cambios organolépticos de las aguas. A continuación se describen las características tróficas de los diferentes embalses de la cuenca del Duero, ordenados de acuerdo con su tipología. En la tabla 1 se presenta de forma resumida, el conjunto de parámetros que han intervenido en la diagnosis. Embalses silíceos de cabecera, pequeños Puente Porto y Torrecaballeros se encuentran en el rango oligotrofia-oligo-mesotrofia, sin anoxia hipolimnética (aunque Puente Porto presenta hipoxia). Torrecaballeros presenta una concentración de amonio en el fondo quizá algo elevada para un embalse oligotrófico de cabecera. Puente Porto no presenta cianobacterias y Torrecaballeros una concentración relativamente muy baja de Microcystis sp. La tendencia a la mesotrofia de Torrecaballeros podría estar originada por aportes de materia orgánica detrítica procedentes de la densa cobertura vegetal de la cuenca de este embalse. Becerril y Campillo de Buitrago son mesotróficos con anoxia hipolimnética. Becerril posee además SH 2 y NH 4 en las aguas profundas. Ambos embalses poseen cianobacterias aunque en concentraciones relativamente bajas, donde aparecen como dominantes Aphanizomenon gracile (potencialmente generadora de toxinas) y

6 pág. 6 Merismopedia tenuissima. El origen de la eutrofización de Becerril se atribuye a actividades agroganaderas. Serones y Pontón Alto presentan eutrofia moderada con tendencia a la anoxia. Desarrollan poblaciones importantes de cianobacterias; Microcystis sp en ambos embalses y, Anabaena flos aquae y Merismopedia tenuissima en Serones. Su estado trófico apenas ha variado desde 2002, aunque en Serones no se encontraron cianofíceas en esa fecha. El origen de la eutrofia es probablemente agroganadero en ambos casos, y, en el caso de Pontón Alto, también pueden afectar los vertidos. Embalses pequeños y medianos, en tramos bajos y medios con aportación baja Vencías, Burgomillodo y Linares del Arroyo son oligo-mesotróficos o mesotróficos, con anoxia hipolimnética, aunque existen precedentes de eutrofia en Vencías en 1988 y en Vencías y Burgomillodo presentan cianobacterias entre las que dominan las que no son consideradas como característicamente tóxicas, tal es el caso de Merismopedia tenuissima y Aphanotece clathrata, aunque también aparecen Aphanizomenon sp, Microcystis y Woronichinia que sí son potencialmente productoras de toxinas. En Vencías aparece habitualmente Peridiniopsis polonicum, un dinoflagelado potencialmente tóxico. En Linares del Arroyo no se han contabilizado cianobacterias en 2006 pero sí en estudios anteriores. El embalse de Los Rábanos es eutrófico (hipereutrófico en 2002) con anoxia hipolimnética y no parece proclive a la generación de cianobacterias. El embalse del Milagro es eutrófico, con anoxia hipolimnética y NH 4. Presenta cianobacterias, potencialmente tóxicas(anabaena) y en concentraciones muy elevadas en 2002, y no tóxicas en Se encuentra muy influenciado por actividades ganaderas. Fuentes Claras y Castro de las Cogotas son eutróficos o hipereutróficos, con anoxia hipolimnética. Castro de las Cogotas posee concentraciones muy elevadas de NH 4 y Fuentes Claras presencia de NH 4 y SH 2. Las concentraciones de cianobacterias son extraordinarias. En Fuentes Claras tienden a dominar los taxones de tipo filamentoso, como Anabaena (en 2006) y Oscillatoria (en 2002), mientras que el Castro de la Cogotas pueden hacerlo tanto las filamentosas como Microcystis, el cual en 2006 superó la concentración de 500 x 10 6 cel/ml. Todas estas especies son potencialmente productoras de toxinas, lo que debe ser tenido en cuenta por los abastecimientos que

7 pág. 7 se encuentran aguas abajo en el río Adaja. Ambos embalses se encuentran afectados por vertidos. Embalses silíceos de cabecera, grandes Valparaíso y Agavanzal, en el Tera, y Villameca son oligotróficos u oligomesotróficos aunque con anoxia hipolimnética. Prácticamente carecen de cianobacterias, aunque las que aparecen en los del río Tera son potencialmente tóxicas (Aphanizomenon y Anabaena). Posiblemente la fuente de eutrofización más importante en el Tera serían los vertidos de las poblaciones ribereñas (Puebla de Sanabria principalmente) que carecen de tratamiento actualmente, aunque está próxima la puesta en marcha de una EDAR. El embalse de la Cuerda del Pozo es también oligomesotrófico y con anoxia hipolimnética. Posee cianobacterias; las dominantes en 2006 (Aphanotece y Merismopedia) no serían productoras de toxinas, pero en otros estudios se han detectado niveles de eutrofia (1988 y 2002) y la presencia de Anabaena y Aphanizomenon (De Hoyos et al, 2004). Embalses silíceos grandes, en tramos bajos y medios; mucha aportación Todos son mesotróficos. Santa Teresa y Ricobayo con anoxia hipolimnética y NH 4, y Almendra sólo hipóxico en el fondo. La situación de Almendra se explica por la extraordinaria reserva de oxígeno que posee en el hipolimnion, al ser éste uno de los más voluminosos de la Península Ibérica. En los embalses del Tormes (Santa Teresa y Almendra) se desarrollan cianobacterias potencialmente tóxicas (Anabaena, Microcystis), mientras que en Ricobayo (Esla) domina Aphanotece, cianobacteria no tóxica. Embalses calcáreos de cabecera, grandes Son oligotróficos u oligo-mesotróficos, aunque en estudios anteriores parece que se encontraron niveles tróficos mayores en algunos embalses como por ejemplo Barrios de Luna y Arlanzón. El hipolimnion no llega a la total anoxia excepto en el embalse de Casares, quizá por su escasa profundidad, la cual va a incrementarse al entrar en operación el nuevo embalse de Casares, mucho más voluminoso (37 Hm 3 ). Las cianobacterias, cuando aparecen, lo hacen en bajas concentraciones; y si son más numerosas consisten en colonias de Merismopedia, taxón no tóxico. La excepción es el embalse de Barrios de Luna, del que se conocen blooms de Planktothrix rubescens,

8 pág. 8 una cianobacteria potencialmente tóxica que confiere un color rosáceo al agua muy llamativo, propia de lagos perialpinos eutrofizados, pero que en la península ibérica parece preferir masas de agua situadas en zonas altas de las cuencas, no particularmente eutróficas, como lo es también el embalse del Atazar en la cuenca del Tajo o el lago cárstico de Montcortés en el Prepirineo. Embalses calcáreos pequeños y contraembalses Selga Ordás y Velilla de Guardo se encuentran dentro del rango oligo-mesotrófico. Debido a su escasa profundidad y a la elevada tasa de renovación del sus aguas, las partes profundas se encuentran siempre bien oxigenadas. Las cianobaterias potencialmente tóxicas, aunque presentes, se encuentran siempre en concentraciones muy bajas. Embalses grandes de la red principal, tramos bajos Villalcampo y Castro son los más eutróficos debido a que se encuentran en el inicio de la cadena de embalses, y acogen los caudales más cargados de nutrimentos. Ambos poseen anoxia hipolimnética y en Castro, además, aparece SH 2. La particularidad de Villalcampo es su gran capacidad de producir CH 4, lo que se manifiesta en un intenso burbujeo en superficie. Esto se atribuye a que en este embalse se produce la primera decantación importante de materia orgánica detrítica de origen alóctono que arrastra el Duero, por lo que sus fangos se encuentran sometidos a una intensa actividad fermentadora. La producción de CH 4 se vería favorecida por el continuo aporte de agua con oxígeno procedente del Esla que se dispone en profundidad en razón de su mayor densidad por ser más fría, y dificulta la formación de SH 2, el cual inhibiría la metanogénesis (Conrad et. al. 1987). Tanto en Villalcampo como en Castro se desarrollan cianobacterias potencialmente tóxicas (Microcystis y Pseudanabaena). Aldeadávila y Saucelle son mesotróficos, también con el hipolimnion anóxico. El descenso de nivel trófico respecto a los embalses situados aguas arriba es un fenómeno común en los embalses que se disponen en cascada ya que las aguas van siendo progresivamente depuradas y empobrecidas en fósforo (Margalef, 1983). Además hay que tener en consideración la influencia de las aportaciones del Tormes, también sometidas al mismo proceso de depuración en la Almendra, que se incorporan en la cola de Aldeadávila. En verano de 2006 las concentraciones de cianobacterias fueron poco importantes en ambos embalses, particularmente en Saucelle; sólo aparecieron especies potencialmente tóxicas en Aldeadávila.

9 pág. 9 Embalses pequeños de la red principal, tramos bajos El embalse de Villagonzalo es mesotrófico. Se encuentra bien oxigenado debido a que por su escasa profundidad no se estratifica. Existen cianobacterias potencialmente productoras de toxinas que probablemente proceden de Santa Teresa. Los embalses de San José y San Román, en el Duero son eutróficos. San José, pese a ser poco profundo y poseer una tasa de renovación elevada presenta hipoxia en el fondo. San Román se encuentra bien oxigenado. Ambos embalses desarrollan densas poblaciones de cianobacterias potencialmente tóxicas (Pseudoanabaena y Microcystis). 5. REGULARIDADES ENCONTRADAS De acuerdo con la distribución de frecuencias de los diferentes grados tróficos, en la cuenca del Duero predominan en 2006 los embalses oligotróficos y oligomesotróficos, seguidos de los mesotróficos. Los embalses en el rango de eutrofiahipereutrofia constituyen un 25 % del total de embalses. En volumen, estos embalses constituirían sólo un 3% de la capacidad total de embalse de la cuenca, debido a que la eutrofia afecta en mayor medida a los de menor capacidad Nº total embalses Oligotrofia Oligo - mesotrofia Mesotrofia Eutrofia moderada Eutrofia Hipereutrofia Los embalses con menor riesgo de eutrofización son los de los tipos C, E y F (silíceos de cabecera grandes y calcáreos de cabecera) porque se encuentran en cuencas con menor carga de nutrimentos y, además, en los calcáreos, la presencia de calcio resulta limitante para la asimilación del fosfato (Margalef et. al, 1976). En estos embalses apenas aparecen cianobacterias y el hipolimnion se encuentra oxigenado y sin metabolitos potencialmente tóxicos.

10 pág. 10 En una situación intermedia se encuentran los embalses silíceos de cabecera pequeños porque aunque se encuentran en cuencas con poca carga contaminante, son muy frágiles por la gran repercusión que tiene el fosfato y por la escasa reserva de oxígeno existente en el hipolimnion. Los embalses de los tipos G y H, recogen los nutrientes de toda la cuenca, y en los primeros la eutrofia es muy intensa. Los más someros (H) se eutrofizan notablemente aunque no tienden a desoxigenarse, y producen gran cantidad de cianobacterias. Dentro de los más profundos los que manifiestan una eutrofia mayor son los localizados al inicio de la serie; posteriormente, mecanismos de autodepuración los mantienen en estado mesotrófico. Los embalses con mayor riesgo de eutrofización son los de tipo B, en los que suele aumentar la carga de nutrimentos por encontrarse en zonas culturalmente más intervenidas, tienen poca reserva de oxígeno en el hipolimnion y, además, poseen escasa aportación hídrica, por lo que la dilución de los contaminantes es menor. En éstos aparecen concentraciones muy elevadas de cianobacterias potencialmente tóxicas y metabolitos tóxicos en el hipolimnion. En el contexto geográfico de la cuenca se advierte que la mayor probabilidad de eutrofia se produce en los embalses de la parte final del eje del Duero y en los de los afluentes que vienen del Sistema Central (ver mapa de la figura 2). 6. REFERENCIAS CEDEX, Directiva 200/60/CE. Análisis de las características de las Demarcaciones. Caracterización de los tipos de ríos, lagos y embalses (versión 5.0). Ministério de Medio Ambiente, Madrid. 313 Págs. Confederación Hidrográfica del Duero, Diagnóstico y Control del Estado Trófico de los embalses de la Cuenca del Duero Conrad, R., F.S. Lupton, and J. G. Zeikus, Hydrogen metabolism and sulfatedependent inhibition of methanogenesis in a eutrophic lake sediment (Lake Mendota). FEMS Microbiol. Ecol. 45:

11 pág. 11 De Hoyos, C., A. I. Negro and J. Aldasoro Cianobacteria distribution and abundance in the Spanish water reservoirs during termal stratification. Limnetica 23 (1-2): Junta de Castilla y León, Estudio Diagnóstico de la Calidad de las aguas embalsadas de la Comunidad de Castilla y León: Determinación de Impactos, Propuesta de Corrección y Red de Vigilancia. Quesada, A., D. Sanchís and D. Carrasco Cianobacteria in Spanish reservoirs. How frequently are they toxic?. Limnetica 23 (1-2): Margalef, R Limnología. Barcelona. Ed. Omega. Margalef, R., D. Planas, J. Armengol, A. Vidal, N. Prat, A. Guiset, J. Toja and M. Estrada Limnología de los Embalses españoles. Dir. Gral. Obras Hidráulicas. Ministerio de Obras Públicas. Public. nº 123. Madrid pp. Vollenweider, R. A Scientific fundamentals of the eutrophication of lakes and flowing waters, with particular reference to nitrogen and phosphorus as factors of eutrophication. Technical Report DAS/CSI/ Environmental Directorate. Organization for Economic Cooperation and Development (OECD), Paris, 154 pp.