CALIDAD DE LAS AGUAS SUPERFICIALES Y AGRICULTURA DE REGADÍO EN LA CUENCA DEL EBRO: UNA VISIÓN DE SÍNTESIS

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1 CALIDAD DE LAS AGUAS SUPERFICIALES Y AGRICULTURA DE REGADÍO EN LA CUENCA DEL EBRO: UNA VISIÓN DE SÍNTESIS Daniel ISIDORO y Ramón ARAGÜÉS Unidad de Suelos y Riegos, CITA (Centro de investigación y Tecnología Agroalimentaria de Aragón), Apdo. 727, Zaragoza, España. SUMARIO: I. INTRODUCCIÓN. 1. La cuenca del Ebro. 2. Objetivos. II. MÉTODOS. III. RESULTADOS Y DISCUSIÓN. 1. Calidad de las aguas de los ríos de la cuenca del Ebro. 2. Calidad para el riego de las aguas de los ríos de la cuenca del Ebro. 3. Efectos del regadío sobre la calidad de las aguas en la cuenca del Ebro. IV. CONCLUSIONES. BIBLIOGRAFÍA. Resumen: La agricultura de regadío incrementa notablemente la productividad de los cultivos, pero puede tener un efecto negativo sobre la calidad de las aguas debido a la carga de sales y contaminantes agrícolas en los flujos de retorno de riego. En este trabajo se analizan la salinidad y las concentraciones iónicas de 31 estaciones de calidad del agua en ríos de la cuenca del Ebro; se caracteriza su calidad para el riego y se analiza la influencia del regadío sobre su calidad. La calidad del agua en los ríos en la cuenca del Ebro es en general muy buena en cuanto a salinidad (CE) y concentración de NO3 y PO4 y la calidad del agua de riego en las principales zonas regables es excelente; aunque puede dar lugar a la degradación de suelos sensibles por pérdida de permeabilidad. En un análisis preliminar, el impacto del regadío sobre la cantidad y la calidad de las aguas superficiales es importante en los ríos que reciben retornos de riego de elevada salinidad y concentración de NO3. No obstante, la baja salinidad de la mayor parte de las aguas de riego permite obtener eficiencias de riego muy altas sin pérdidas de rendimiento debidas a salinidad. I. INTRODUCCIÓN El regadío es necesario para aumentar, asegurar y diversificar la producción agraria y permite el desarrollo socio-económico de las zonas rurales. En este sentido, TANJI y KIELEN (2002) afirman que la superficie regada en el mundo deberá incrementarse en un 20-25% para 2025 para satisfacer las necesidades de la creciente población mundial. 111

2 ISIDORO, D. Y ARAGÜÉS, R. En España, el plan nacional de regadíos (PNR) prevé la transformación en regadío de ha para 2008 y la modernización de otras ha de regadíos tradicionales (MAPA, 2002). El PNR no promueve la puesta en marcha de grandes zonas regables nuevas (la cifra anterior se refiere a transformaciones en curso), pero sí incluye ha de nuevos regadíos «de interés social» en zonas empobrecidas. El PNR considera la modernización de regadíos como la clave para la mantener la rentabilidad de las producciones agrarias, para proporcionar unas condiciones de vida adecuadas para los agricultores y para la conservación de los recursos hídricos, tanto en cantidad como en calidad. Paralelamente a sus beneficios sociales y económicos, el regadío puede tener un efecto negativo sobre la calidad del agua derivado de la carga de agroquímicos de los flujos de retorno de riego (FRR). Según la FAO, los principales contaminantes de origen agrícola que afectan a la calidad del agua son los sedimentos, los fertilizantes (N y P) y los plaguicidas (ONGLEY, 1996). La contaminación por nitratos de origen agrícola es un problema reconocido por la Unión Europea desde hace tiempo (EU, 1991). Así, la Unión Europea fijó unos límites para la concentración máxima admisible en las aguas para abastecimiento urbano de 50 mg/l de NO3 y de 0.4 mg/l de P2O5 (EU, 1998). La concentración de N y P en los FRR también puede tener un efecto adverso sobre la calidad del agua porque estos elementos controlan la eutrofización de las aguas. Más recientemente, la Unión Europea ha desarrollado la Directiva Marco del Agua con el fin de proteger los recursos hídricos de la contaminación, promover su buen estado ecológico y conseguir un uso de los mismos sostenible para las generaciones futuras. La contaminación de los recursos hídricos por sales disueltas precedentes de zonas regables es un problema ambiental en aumento en muchas zonas regables de regiones áridas y semiáridas (EL-ASHRY et al., 1985; VAN SCHILFGAARDE, 1994). Los flujos de retorno de riego (FRR) tienen tres componentes (ARAGÜÉS y TANJI, 2003): aguas sobrantes del sistema de distribución que van a parar a los desagües (vertidos directos o bypass), aguas de cola de parcelas regadas (escorrentía superficial de las parcelas regadas) y aguas de drenaje sub-superficial. La proporción de estas 3 componentes determina la calidad de los FRR: los vertidos tienen una calidad esencialmente igual a la de agua de riego; las aguas de cola recogen sobre todo sólidos en suspensión (y contaminantes adsorbidos: P y plaguicidas principalmente) y el agua de drenaje puede lavar cantidades importantes de sales y agroquímicos, siendo la fuente principal de la contaminación difusa. La carga de sales de los FRR depende principalmente de la salinidad del agua de riego; de los minerales presentes en el suelo y en los materiales subyacentes; y del manejo del agua de riego (de la fracción del agua de riego aplicada que percola debajo de la zona de raíces o fracción de lavado). Según sean estos factores, mantener un balance de sales adecuado en la zona de raíces puede dar lugar a un incremento inaceptable de la salinidad en los cursos de agua que reciben los FRR. El objetivo de un buen manejo del riego debe ser mantener un balance aceptable entre las emisiones de sales de la zona regable (externalidad negativa) y la salinización/sodificación de los suelos regados (problemas in-situ). 1. LA CUENCA DEL EBRO La cuenca del Ebro (en el NE de España) tiene una superficie total de km 2, drenada por el río Ebro, que fluye de NW a SE a lo largo de 910 km. La población en la cuenca es de unos habitantes (que supone una densidad aproximadamente la mitad 112

3 Calidad de las aguas superficiales y agricultura de regadío en la cuenca del Ebro: una visión... de la media española) y la población activa dedicada a la agricultura es del 11.1%, ligeramente por encima de la media española (CHE, 2006a). La superficie regada en la cuenca del Ebro es de unas ha (el 9% de la superficie total). Aproximadamente, el 58% de esta superficie corresponde a grandes zonas regables, transformadas generalmente por el estado en los siglos XIX y XX; mientras que el resto corresponde a regadíos generalmente menos extensos y más antiguos (CHE, 2006b). El volumen de precipitación media anual en la cuenca del Ebro es de hm 3 /año mientras que la aportación media del Ebro al Mediterráneo es de hm 3 /año (CHE, 2006b). El mayor uso consuntivo del agua en la cuenca es le regadío, con una demanda media de hm 3 /año en la década de los 90 (MMA, 2000). 2. OBJETIVOS De las cifras anteriores se desprende que la agricultura de regadío es un componente sustancial del balance hídrico en la cuenca del Ebro que tiene un efecto importante sobre la calidad del agua, que aún no ha sido debidamente evaluado. Este trabajo pretende contribuir al conocimiento de la calidad de las aguas superficiales de la cuenca del Ebro en 3 puntos concretos: (1) calidad general en cuanto a salinidad y concentración de los iones mayoritarios y minoritarios; (2) calidad de las aguas superficiales para riego y (3) influencia del regadío sobre la calidad. II. MÉTODOS Se seleccionaron un total de 31 estaciones de la red de calidad del agua de la Confederación Hidrográfica del Ebro (red ICA), también incluidas en la red foronómica (CHE, 2006c, 2006d) (Tabla 1). En cada estación se calcularon los valores medios de conductividad eléctrica (CE), ph y concentración de los iones mayoritarios (Ca, Mg, Na, HCO3, SO4 y Cl) y minoritarios (NO3, NO2, NH4, PO4 y K) para los períodos indicados en la tabla 1. Los sólidos disueltos totales (SDT) se calcularon como la suma de las concentraciones de todos los iones en mg/l y la relación de adsorción de sodio (RAS) se calculó como RAS = Na / [(Ca+Mg)/2] 0.5 (cationes en meq/l). Todas las observaciones en las que faltaba algún ion mayoritario o en las que la diferencia entre la suma de los cationes (Cat, en meq/l) y los aniones (An, en meq/l) resultó mayor que 0.1 (Cat + An)/2 fueron rechazadas para el análisis. La clasificación de las estaciones (análisis cluster) se llevó a cabo sobre las concentraciones medias de los 6 iones principales (en meq/l). Se utilizaron como variables las 3 primeras componentes principales (CPs) de las 6 concentraciones estandarizadas y se eligió la distancia euclídea y el criterio de agregación de Ward. Como las tres CPs no se estandarizaron para la clasificación, la primera CP tiene un mayor peso en la misma; de esta manera las clases obtenidas son homogéneas no sólo en cuanto a sus concentraciones iónicas, sino también en cuanto a su salinidad global (CE o SDT) más ligada a la primera CP. El análisis factorial se llevó a cabo sobre las 6 concentraciones estandarizadas y con la rotación Varimax que da lugar a factores independientes (incorrelados). La distribución de las clases obtenidas sobre la cuenca del Ebro y los mapas de isolíneas de CE y concentración de NO3; se complementaron con resultados previos de Aragüés 113

4 ISIDORO, D. Y ARAGÜÉS, R. et al. (1986) e Isidoro y Quílez (1995), obtenidos para 80 estaciones de calidad en el período (que incluyen las 31 estaciones analizadas). La figura1 presenta la ubicación de estas 80 estaciones sobre la cuenca del Ebro y las sub-cuencas en que la influencia del regadío es más importante tanto por la superficie regada como por el volumen de agua detraído para riego en la misma. III. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 1. CALIDAD DE LAS AGUAS DE LOS RÍOS DE LA CUENCA DEL EBRO El análisis factorial sobre los 6 iones principales muestra 3 factores independientes (F1, F2 y F3) que explican el 97% de la varianza entre las 31 estaciones analizadas. El factor F1 se asocia a los iones SO4, Ca y Mg; F2 a Cl y Na y F3 a HCO3 (Tabla 2), lo que sugiere que hay 3 fuentes de salinidad independientes en las aguas fluviales de la cuenca del Ebro, asociadas a 3 minerales: el yeso (CaSO4 2H2O) ligado a F1; la halita (NaCl) ligada a F2 y la calcita (CaCO3) ligada a F3. La diferente contribución de estos 3 factores explica la mayor parte de la variabilidad observada entre las estaciones. Mediante la clasificación ascendente empleada (análisis cluster) se obtuvieron 7 clases de aguas por su salinidad y composición iónica (Tabla 3). Tres clases (A1, A2 y A3) son aguas bicarbonatadas-cálcicas. La clase A1 (aguas bicarbonatado-cálcicas) agrupa las estaciones con la CE más baja de la cuenca (CE = 0.32 ds/m) localizadas en las cabeceras de los afluentes pirenaicos e ibéricos riojanos. La clase A2 (aguas bicarbonatado-sulfatado-cálcicas) también presenta una baja salinidad (CE = 0.58 ds/m) y se localiza en el tramo alto del Ebro, la mayoría de sus afluentes aguas arriba de Mendavia (n 120) y los tramos medios de los afluentes pirenaicos. La clase A3 (aguas bicarbonatado-sulfatado-clorurado-cálcicosódicas) tiene una salinidad algo más alta (CE = 0.83 ds/m) y se presenta en el tramo inferior de algunos afluentes pirenaicos, el río Ebro entre Mendavia (n 120) y Zaragoza (n 011) y el curso inferior del Ebro (aguas debajo de Ascó, n 163) (Fig. 2). La clase B (aguas sulfatado-bicarbonatado-clorurado-cálcico-sódicas) tiene una CE media (1.2 ds/m) y comprende las estaciones del río Ebro entre Zaragoza y Mequinenza, el río Jalón y el tramo inferior de los ríos Cinca, Flumen y Alcanadre. La clase C (aguas clorurado-bicarbonatado-cálcico-sódicas) tiene una CE algo más alta (1.5 ds/m) y se presenta en las estaciones de los tramos finales de casi todos los afluentes del tramo central del Ebro por su margen izquierda (Ega, Arga, Arba y Gállego). Su composición iónica se deriva de los depósitos salinos del centro de la cuenca. Algunas de las estaciones de las clases B y C reciben los FRR de zonas regables importantes: ARBGAL (n 060), regadíos de Bardenas; FLU- SAR (n 227) y ALCONT (n226), regadíos de Monegros; y JALHUE (n 009) y JALGRI (n087), regadíos tradicionales del Jalón-Jiloca (Fig. 2). Las clases D1 y D2 se caracterizan por una concentración de SO4 y Ca alta y muy alta, respectivamente; con la salinidad controlada por esas concentraciones (D1 = 1.3 ds/m y D2 = 2.4 ds/m). Las estaciones de las clases D se localizan sobre afluentes de la margen derecha (Figura. 2) y su composición está controlada por los importantes depósitos yesosos y los retornos de los regadíos tradicionales de sus cuencas. Los coeficientes de regresión (f) de las ecuaciones SDT = f CE para cada estación (Tabla 3) vienen determinados por su composición iónica específica. Las aguas de clases 114

5 Calidad de las aguas superficiales y agricultura de regadío en la cuenca del Ebro: una visión... D, dominadas por los iones bivalentes Ca, Mg y SO4, presentan los valores de f más altos [f > 800 (mg/l) (ds/m) -1 ]. La clase A1, dominada por el HCO3, también presenta valores altos de f (media f = 794), mientras que las clases A2 y A3 presentan valores de f más bajos (f = 773 y f = 718, respectivamente) por sus proporciones decrecientes de HCO3. La clase B, con predominio del SO4, también presenta un coeficiente f relativamente alto (media = 759); mientras que la clase C, dominada por Cl y Na, presenta los valores más bajos (media f = 691). Estos valores de f son superiores al valor tradicional de 640 que da la literatura (Aragüés et al., 1986) debido a la alta proporción de iones divalentes en las aguas del Ebro, derivada de la disolución del yeso y la calcita, y a que aquél valor considera el residuo seco en lugar de los SDT. La figura 2 muestra la evolución del contenido iónico de los afluentes de la margen izquierda desde sus cabeceras pirenaicas hacia el río Ebro en el centro de la cuenca. En la mayoría de ellos se incrementa la proporción de SO4 y Ca y en algunos la de Na y Cl. Aunque hay diferencias entre afluentes, esta pauta parece ser general. En la margen derecha hay mayores diferencias entre afluentes, si bien los afluentes del tramo medio se caracterizan por su salinidad elevada y una alta contribución del SO4 y el Ca, derivada de la disolución del yeso procedente de los depósitos lacustre-marinos del Terciario en el centro de la cuenca (ALBERTO et al., 1986). La salinidad (CE o SDT) muestra una evolución pareja a la composición iónica en los afluentes de la margen izquierda (Fig. 3). Sin embargo, algunos afluentes tienen una CE más elevada que otros situados en la misma zona; es el caso del Arba (ARBGAL, n 060), la Clamor Amarga (n 225) o el Gállego (n 274 y n 089) (Figuras. 1 y 3) que recogen buena parte de los retornos de riego de las extensas zonas regables de Bardenas, Monegros y Aragón y Cataluña. El Cidacos (CIDAUT, n 242) y el Alhama (ALHALF, n 214) también presentan una salinidad alta (CE > 1.5 ds/m) y recogen retornos de riego; pero otros ríos de zonas próximas con presencia de regadío en sus cuencas tienen valores de CE más bajos (IREISL, n036; NAJTOR, n038), lo que muestra la influencia de las características de los suelos y de los depósitos geológicos en la salinidad de estos cauces (Fig. 3 y Tabla 3). El Martín en Híjar (MARHIJ, n 014) presenta la salinidad más elevada de toda la cuenca (CE = 2.40 ds/m) y su concentración de SO4 y Ca, también la máxima de la cuenca, indica que la disolución de yeso es la principal fuente de sales en este río. Las concentraciones de los iones minoritarios tienden a aumentar con la salinidad, pero no muestran un comportamiento homogéneo dentro de las clases establecidas (porque estos iones no se emplearon en el análisis cluster) (Tabla 4). Como era previsible por el carácter calizo de los suelos y materiales de la cuenca del Ebro, los valores de ph son bastante uniformes y cercanos a 8.0. En cuanto a la RAS es en general muy baja (media RAS = 1.4) y aumenta en el orden A < B < C de acuerdo con la composición iónica de las clases. Sólo los cursos de la clase C presentan valores moderadamente altos de RAS, siendo máxima en el Arba (ARBGAL, n060: RAS = 4.6) por la presencia de suelos salino-sódicos en esa cuenca. 2. CALIDAD PARA EL RIEGO DE LAS AGUAS DE LOS RÍOS DE LA CUENCA DEL EBRO En general, la calidad para el riego de las aguas de la cuenca del Ebro es muy buena, desde el punto de vista de los cultivos, debido a su baja CE, RAS y concentraciones de iones potencialmente dañinos. Sin embargo, algunas aguas pueden provocar problemas de degra- 115

6 ISIDORO, D. Y ARAGÜÉS, R. dación del suelo por su baja salinidad (CE) que puede provocar la dispersión de las arcillas (ARAGÜÉS y TANJI, 2003). Para los regadíos mayores, situados en la margen izquierda (Bardenas, Monegros, Cinca, Aragón y Cataluña, Algerri-Balaguer y Urgell; figura 1) las aguas de riego tienen una salinidad muy baja, clasificándose como aguas «sin restricciones de salinidad en el uso para riego» según las normas de la FAO (Figura. 4; AYERS y WESTCOT, 1985) y presentando unas necesidades de lavado muy bajas, incluso para los cultivos más sensibles. En estos regadíos se pueden alcanzar eficiencias de riego muy altas sin comprometer los rendimientos por la salinidad del suelo, lo que supone una ventaja sobre otros sistemas de riego donde las eficiencias alcanzables vienen determinadas por unas necesidades de lavado mayores. Además estas aguas presentan una RAS muy baja (< 0.5) lo que combinado con la baja CE puede ocasionar problemas moderados de infiltración según los criterios FAO (Figura. 4) por dispersión de arcillas y pérdida de estabilidad estructural de los suelos. Los problemas de infiltración más importantes se presentarían en las aguas del Cinca en el embalse de El Grado (n 441; CE = 0.26 ds/m), el Noguera Pallaresa en Camarasa (n 169; CE = 0.26 ds/m), el Segre en Pons (n 114; CE = 0.26 ds/m) y el Aragón en Yesa (n101; CE = 0.30 ds/m). Estas directrices de la FAO deben no obstante considerarse sólo como indicativas, pues los suelos responden de manera distinta a los umbrales de CE y RAS de la figura. 4 (Amézketa et al., 2003). Entre los afluentes de la margen derecha, sólo los de aguas más diluidas en el tramo superior del Ebro [en La Rioja: el Iregua (IREISL, n 036), el Glera u Oja (n 240) y el Najerilla (NAJTOR, n 038)] pueden ocasionar problemas de infiltración (Figura. 4). Los demás afluentes presentan en general mayores valores de RAS, pero también mayor CE, lo que previene la degradación de los suelos. Aún así, su salinidad es relativamente baja y su grado de restricción para riego por salinidad es sólo de ligero a moderado. Por tanto, los regadíos de la margen derecha tienen en general unas mayores necesidades de lavado para evitar las pérdidas de rendimiento por salinidad en cultivos sensibles (y por tanto, las eficiencias máximas alcanzables son más bajas que en la margen izquierda). Finalmente, según las directrices FAO para Cl > 3 meq/l o Na > 3 meq/l los iones Na y Cl pueden ocasionar problemas de toxicidad específica en riego por aspersión, y es de señalar que todas las aguas de la clase C y algunas de la clase B presentan valores de Na y Cl por encima de estos límites. 3. EFECTOS DEL REGADÍO SOBRE LA CALIDAD DE LAS AGUAS EN LA CUENCA DEL EBRO Tres de las afecciones más importantes causadas por el regadío en zonas semiáridas son debidas al aporte de N, P y sales (SDT) por los FRR. La discusión que sigue se centra en estos tres aspectos. El mapa de isolíneas de NO3 (Figura. 5) y los valores de la Tabla 4 sugieren que las mayores concentraciones de NO3 se presentan en ríos que reciben los retornos de zonas regables grandes (Bardenas en ARBGAL, n 060; Monegros en FLUSAR, n 227 y ALCONT, n 226; Canal de Aragón y Cataluña en la Clamor Amarga, n 225) o con cultivos intensivos (Jalón: JAHUE, n 009 y JALGRI n 087). Los datos de la tabla 4 (para un período de estudio más largo) coinciden en general con el mapa de isolíneas. La mayoría de los ríos mencionados 116

7 Calidad de las aguas superficiales y agricultura de regadío en la cuenca del Ebro: una visión... presentan concentraciones de NO3 superiores a 20 mg/l, siendo máxima en el Arba en Gallur (ARBGAL, n 060) con 35 mg/l. El Arba drena la zona regable de Bardenas en cuya parte alta dominan las zonas con suelos de baja capacidad de retención de agua, sistemas de riego por inundación poco eficientes y cultivo predominante de maíz, que recibe altas dosis de fertilizante nitrogenado. Otras concentraciones elevadas de NO3 (Jiloca, Oca o Tirón-Glera) pueden deberse al cultivo de frutales en sus cuencas, también con aportaciones importantes de N. Por el contrario, las concentraciones elevadas de NH4 en los ríos de la cuenca parecen estar más relacionadas con los retornos urbanos. Los datos del período (el período utilizado para la confección de los mapas de isolíneas) y los de la tabla 4 indican altas concentraciones de NH4 en el Isuela, aguas debajo de Huesca (n 218), el Zadorra, aguas abajo de Vitoria (n 179) o el Arga, aguas debajo de Pamplona (n 217); aunque otros ríos sin presencia de grandes núcleos urbanos también presentan altos niveles de amonio, como el Bayas (BAYMIR, n 165) y la Clamor Amarga (n 225). En el caso de la Clamor Amarga, la elevada concentración de NH4 podría deberse a la presencia de granjas de porcino, cuyos efluentes tienen una alta concentración de NH4. La evolución del PO4 en el Ebro en Zaragoza (EBRZAR, n 011; Figura. 6) es representativa de lo observado en la mayoría de las estaciones: la concentración de PO4 aumentó en los años 80 y disminuyó apreciablemente a partir de 1993; posiblemente por la disminución en el uso de detergentes fosfatados. Las máximas concentraciones de PO4 se presentaron en estaciones con altas concentraciones de NH4 (Tabla 4), de hecho, ambas concentraciones están significativamente correlacionadas en las 31 estaciones estudiadas (r = 0.932). Esto sugiere que una fuente común para ambos iones pueden ser los retornos urbanos. La influencia del regadío sobre la concentración de PO4 es menos aparente que sobre la concentración de NO3, aunque la concentración de PO4 es también alta en algunas estaciones que recogen FRR, como el FLU- SAR (n 227), ALCONT (n 226), JALHUE (n 009), ARBGAL (n 060) y SEGSER (n 017). El efecto del regadío sobre la evolución anual de los caudales (Q), la carga de sales (SDT) y la concentración salina (SDTp) se ilustra en la figura. 7. Según Masachs Alavedra (1941) en la cuenca del Ebro predominan dos tipos de hidrogramas «naturales» (no afectados por el regadío o la presencia de embalses): (1) los afluentes del tramo alto del Ebro y los de la margen derecha, en general, presentan un pico primario en otoño-invierno debido a las lluvias, un pico secundario en primavera debido a lluvias o deshielo y un estiaje muy acusado (Ebro en Castejón, n 002; Figura. 7a); y (2) los afluentes del tramo medio e inferior del Ebro por la margen izquierda, procedentes de los Pirineos muestran un pico primario entre abril y junio debido al deshielo y un pico secundario en otoño-invierno de origen pluvial (Gállego en Anzánigo, n 123; Figura. 7b). Los hidrogramas de las estaciones afectadas por regadíos son más complejos y presentan normalmente, además del pico de otoño-invierno, un aumento del caudal muy claro durante los meses de verano debido a los FRR que se originan entre abril y septiembre (Flumen en Sariñena, n 227; Figura. 7c). En las estaciones afectadas por FRR se suele presentar además una relación inversa entre caudal (Q) y concentración (SDTp), que apunta que una parte importante de los FRR del verano son aguas de baja salinidad (vertidos o colas de parcelas) y que por tanto, las eficiencias globales de riego son bajas. En otras estaciones con regadíos, pero menos afectadas por los FRR, los caudales de verano son más bajos y las con- 117

8 ISIDORO, D. Y ARAGÜÉS, R. centraciones mucho más altas, de modo que la relación inversa Q-SDTp se mantiene (Segre en Serós, n 017; Figura. 7d). Puesto que la carga de sales (SDT) es el producto de Q y SDTp, suele ser menos variable en las estaciones con una relación inversa Q-SDTp bien definida y suele variar con Q en las estaciones que presentan una SDTp más uniforme a lo largo del año (Figura. 7). Para establecer el impacto del regadío sobre la calidad de las aguas superficiales y desarrollar índices de contaminación agraria para la cuenca del Ebro se hace necesario establecer las masas de sales exportadas por unidad de superficie regada (Mg/ha). IV. CONCLUSIONES La calidad de las aguas de los ríos de la cuenca del Ebro en cuanto a su salinidad (CE o SDT) y concentración de NO3 y PO4 es buena en general. Las 31 estaciones analizadas en este trabajo pueden agruparse de acuerdo con su concentración en los iones principales (Ca, Mg, Na, Cl, SO4 y HCO3) en 7 grupos. La composición de las aguas de estos grupos viene determinada por la contribución en cada uno de las tres fuentes principales de salinidad en la cuenca del Ebro (el yeso, la halita y la calcita). Los afluentes de la margen izquierda, procedentes de los Pirineos, suponen el 80% de la aportación total del Ebro y proveen el agua de riego para las principales zonas regables de la cuenca. Se trata de aguas de excelente calidad para el riego en cuanto a la afección de los cultivos (CE, RAS y concentraciones iónicas muy bajas) pero que pueden ocasionar problemas de degradación de suelos y pérdida de permeabilidad en suelos sensibles. Dada su baja CE, las necesidades de lavado de los cultivos son muy bajas en estos sistemas de riego, lo que permite alcanzar eficiencias de riego muy altas sin comprometer los rendimientos. Los tramos medio y bajo del Ebro y los afluentes por la margen derecha de estos tramos, así como los tramos finales de algunos afluentes por la izquierda que recogen FRR, muestran una salinidad y concentraciones iónicas superiores. Los regadíos que se abastecen de estas aguas no deberían tener problemas de degradación de suelos y las restricciones en cuanto al uso del agua para riego por su salinidad son sólo ligeras o moderadas. Sin embargo, en caso de riego por aspersión de cultivos hortícolas o sensibles estas aguas pueden ocasionar problemas de toxicidad específica por sus altas concentraciones de Na y Cl. Asimismo, las eficiencias máximas alcanzables regando con estas aguas son también inferiores a las alcanzables en la margen izquierda. Las concentraciones de los iones minoritarios (PO4, NO2, NO3, NH4 y K) son en general bajas, aunque en estaciones que reciben FRR de grandes sistemas de riego pueden encontrarse valores altos de NO3 (> 20 mg/l). En contraste con el NO3, procedente del regadío, las concentraciones altas de NH4 se asocian con los retornos de áreas urbanas. En cuanto al PO4, aunque se presentan concentraciones altas en algunas estaciones que recogen FRR, su estrecha correlación con el NH4 permite suponer que los efluentes urbanos son una fuente común de ambos iones. Un análisis preliminar del impacto del regadío sobre el agua de los ríos de la cuenca (en calidad y cantidad) indica que éste es importante estaciones que recogen FRR. Mientras los hidrogramas de cursos en régimen natural suelen mostrar un descenso acusado en verano, los hidrogramas afectados por regadíos exhiben caudales altos en verano, debido a los FRR 118

9 Calidad de las aguas superficiales y agricultura de regadío en la cuenca del Ebro: una visión... originados en la estación de riego (abril a septiembre). La relación inversa entre caudal y concentración de sales en estas estaciones permite que la masa de sales exportada permanezca bastante estable a lo largo del año. Se hace necesario un esfuerzo de investigación mayor para establecer correctamente estas masas exportadas y por ende el efecto global de los riegos sobre la calidad de las aguas fluviales. BIBLIOGRAFÍA AMÉZKETA, E.; ARAGÜÉS, R.; CARRANZA, R., y URGEL, B. (2003): «Chemical, spontaneous and mechanical dispersion of clays in arid-zone soils». Spanish J. Agric. Res. 1 (4): ALBERTO, F., MACHÍN, J., y ARAGÜÉS, R. (1986): «La problemática general de la salinidad en la Cuenca del Ebro», en, Sistema integrado del Ebro, estudio interdisciplinar: Convenio de cooperación técnico Hispano-Norteamericano, págs ARAGÜÉS, R., y TANJI, K. K. (2003): Water Quality of Irrigation Return Flows, en, B.A. Stewart y T.A. Howell (Eds.) Encyclopaedia of Water Science (New York, Marcel Dekker Inc.), págs ARAGÜÉS, R.; ALBERTO, F., y QUÍLEZ, D. (1986): «Relaciones entre los parámetros químicos de las aguas superficiales de la cuenca del Ebro», en, Sistema integrado del Ebro, estudio interdisciplinar. Convenio de cooperación técnico Hispano-Norteamericano, págs AYERS, R.S., y WESTCOT, D. W. (1985): Water quality for agriculture, FAO Irrigation and Drainage Paper 29, Rev.1 (Roma, FAO). CHE (2006a): La población en la cuenca del Ebro. Disponible en verificado 21 de noviembre de (2006b): Regadíos y usos agrarios. Disponible en verificado 21 de noviembre de (2006c): Calidad de las aguas. Resultados analíticos. Disponible en MENTACION/Calidad/CalidadDeAguas.html verificado 21 de noviembre de (2006d): Caudal en las estaciones de aforo (datos históricos). Disponible en chebro.es/documentacion/caudalea/caudalea.htm verificado 21 de noviembre de EL-ASHRY, M. T.; VAN SCHILFGAARDE, J., y SCHIFFMAN, S. (1985): «Salinity pollution from irrigated agriculture», Journal of Soil and Water Conservation, 40, págs EU (1991): Council Directive 91/676/EEC of 12 December 1991 concerning the protection of waters against pollution caused bay nitrates from agricultural sources, Official Journal of the European Communities L 375, 31/12/1991, págs (1998): Council Directive 98/83 EC of 3 November 1998 on the quality of water intended for human consumption, Official Journal of the European Communities L 330, 3/11/1998, págs (2000): Directive 2000/60/EC of the European Parliament and of the Council of 23 October 2000 establishing a framework for Community action in the field of water policy, Official Journal of the European Communities L 327, 22/12/2000, págs ISIDORO, D., y QUÍLEZ, D. (1995): «Caracterización iónica de las aguas superficiales de la Cuenca del Ebro», XIII Jornadas Técnicas sobre Riegos; Puerto de la Cruz, Tenerife, 7-9 june MASACHS ALAVEDRA, V. (1941): «El régimen de los ríos peninsulares» (Barcelona, CSIC Instituto «Lucas Mallada» de Investigaciones Geológicas). MINISTERIO DE AGRICULTURA, PESCA Y ALIMENTACIÓN MAPA (2002): RD 329/2002, por el que se aprueba el Plan nacional de Regadíos, BOE núm. 101, 27 abril 2002, págs MINISTERIO DE MEDIO AMBIENTE MMA (2000): «Libro blanco del agua en España» (Madrid, Centro de publicaciones, Secretaría general técnica, Ministerio de Medio Ambiente). 119

10 ISIDORO, D. Y ARAGÜÉS, R. ONGLEY, E.D. (1996): «Control of water pollution from agriculture», FAO Irrigation and Drainage Paper 55 (Roma, FAO). TANJI, K. K., y Kielen, N. C. (2002): «Agricultural Drainage Water Management in Arid and Semi-arid Areas», FAO Irrigation and Drainage Paper 61 (Roma, FAO). VAN SCHILFGAARDE, J. (1994): Irrigation - a blessing or a curse, Agricultural Water Management 25, pp Agradecimientos La Confederación Hidrográfica del Ebro ha financiado este trabajo. Los autores agradecen la colaboración de Rosa Gómez en la edición de los mapas. 120

11 Calidad de las aguas superficiales y agricultura de regadío en la cuenca del Ebro: una visión... FIGURA 1. Mapa de la cuenca del Ebro con la localización de las 80 estaciones de control de calidad empleadas en este trabajo, distribución de la superficie regada y sub-cuencas con mayor implantación del regadío FIGURA 2. Clasificación iónica de las aguas superficiales de la cuenca del Ebro 121

12 ISIDORO, D. Y ARAGÜÉS, R. FIGURA 3. Salinidad de las aguas superficiales de la cuenca del Ebro: isolíneas de conductividad eléctrica (CE) media de los años hidrológicos a FIGURA 4. Calidad para riego de las aguas de las 80 estaciones de calidad consideradas [por sus valores medios de conductividad eléctrica (CE) y relación de adsorción de sodio (RAS)] en los años hidrológicos a ) según los criterios de la FAO RAS [(mmol/l)0.5] 122

13 Calidad de las aguas superficiales y agricultura de regadío en la cuenca del Ebro: una visión... FIGURA 5. Concentración de nitrato en las aguas superficiales de la cuenca del Ebro: isolíneas de concentración de nitrato (NO3) media en los años hidrológicos a FIGURA 6. Concentraciones de PO4 medidas en el río Ebro en Zaragoza (n 011) entre los años hidrológicos y PO4 (meq/l) oct-73 oct-75 oct-77 oct-79 oct-81 oct-83 oct-85 oct-87 oct-89 oct-91 oct-93 oct-95 oct-97 oct-99 oct-01 oct

14 ISIDORO, D. Y ARAGÜÉS, R. FIGURA 7. Valores medios mensuales de caudal (Q, en hm 3 /mes), carga de sales (SDT,en Mg/mes) y concentración media ponderada por caudal (SDTp, en mg/l) en cuatro estaciones de calidad del la cuenca del Ebro Oct Nov Dic Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep SDT (Mg/mes) SDT (Mg/mes) Q(hm 3 /mes) Q(hm 3 /mes) SDTp (mg/l) SDTp (mg/l) SDT (Mg/mes) SDT (Mg/mes) Q(hm 3 /mes) Q(hm 3 /mes) SDTp (mg/l) SDTp (mg/l) TABLA 1. Estaciones de la red de control de calidad de la Confederación Hidrográfica del Ebro (red ICA) seleccionadas para la caracterización de la calidad del agua: río, localidad de la estación, código asignado a cada estación (Código), número de la estación en la red ICA (núm. ICA), período analizado y número de datos por año (N) Río Localidad Código nº ICA Período N Alcanadre... Ontiñena ALCONT 226 Oct 81-Sep 04 2 Aragón... Caparroso ARACAP 5 Oct 72 Sep 04 2 Aragón... Jaca ARAJAC 18 Oct 61-Sep 04 2 Arba... Gallur ARBGAL 60 Oct 74 Sep 04 2 Arga... Peralta ARGPER 3 Oct 72 Sep 04 2 Bayas... Miranda BAYMIR 165 Oct 75-Sep 04 2 Cinca... Fraga CINFRA 17 Oct 61-Sep 04 2 Ebro... Ascó EBRASC 163 Oct 61-Sep Ebro... Castejón EBRCAS 2 Oct 72 Sep 04 4 Ebro... Mendavia EBRMEN 120 Oct 72 Apr 03 4 Ebro... Miranda EBRMIR 1 Oct 61-Sep Ebro... Tortosa EBRTOR 27 Oct 72 Sep Ebro... Zaragoza EBRZAR 11 Oct 61-Sep

15 Calidad de las aguas superficiales y agricultura de regadío en la cuenca del Ebro: una visión... TABLA 1. (Continuación Río Localidad Código nº ICA Período N Ega... Andosilla EGAAND 3 Oct 72 Apr 03 2 Flumen... Sariñena FLUSAR 227 Oct 81 Sep 04 2 Gállego... Anzánigo GALANZ 123 Oct 72 Sep 04 2 Guadalope... Alcañiz GUAALC 15 Oct 72 Apr 03 2 Irati... Liédena IRALIE 65 Oct 76 Apr 03 2 Iregua... Islallana IREISL 36 Oct 75 Sep 04 2 Jalón... Grisén JALGRI 87 Oct 75 Sep 04 2 Jalón... Huérmeda JALHUE 9 Oct 72 Sep 04 2 Martín... Híjar MARHIJ 14 Oct 75 Sep 04 2 Matarraña... Maella MATMAE 176 Oct 76 Sep 04 2 Najerilla... Torremontalvo NAJTOR 38 Oct 75 Sep 04 2 Noguera Ribagorzana... La Piñana NGRLPI 97 Oct 61-Sep 04 2 Oca... Oña OCAONA 93 Oct 75 Sep 04 2 Segre... Balaguer SEGBAL 96 Oct 72 Sep 04 4 Segre... Seo de Urgel SEGSEO 23 Oct 75 Sep 04 2 Segre... Serós SEGSER 25 Oct 72 Sep 04 2 Tirón... Cuzcurrita TIRCUZ 50 Oct 76 Sep 04 2 Zadorra... Arce ZADARC 74 Oct 72 Sep 04 2 TABLA 2. Correlaciones de las 6 variables empleadas y los 3 factores considerados en el análisis factorial efectuado sobre las variables estandarizadas mediante la rotación varimax Variable F1 F2 F3 Comunalidad Cl % SO % HCO % Ca % Mg % Na % 125

16 ISIDORO, D. Y ARAGÜÉS, R. TABLA 3. Clasificación iónica (según el criterio de Schoukarev) de las 31 estaciones de calidad consideradas: valores medios de conductividad eléctrica (CE), sólidos disueltos totales (SDT) y concentración de los iones principales; y coeficiente (f) de la regresión SDT = f CE. Las estaciones están ordenadas dentro de cada clase de menor a mayor CE. La última fila presenta los valores medios de las 31 estaciones Estación CE SDT Iones principales (meq/l) f ds/m mg/l Cl SO4 HCO3 Ca Mg Na Clase A1 (bicarbonatado-cálcicas) SEGSEO ARAJAC IREISL GALANZ IRALIE NGRLPI NAJTOR Mean Clase A2 (bicarbonatado-sulfatado-cálcicas) ARACAP EBRMIR ZADARC BAYMIR MATMAE SEGBAL SEGSER Mean Clase A3 (bicarbonatado-sulfatado-clorurado-cálcico-sódicas) EBRMEN CINFRA EBRCAS EBRASC EBRTOR Mean Clase B (sulfatado-bicarbonatado-clorurado-cálcico-sódicas) OCAONA ALCONT EBRZAR JALHUE JALGRI FLUSAR Mean Clase C (clorurado-bicarbonatado-sódico-cálcicas) ARGPER EGAAND

17 Calidad de las aguas superficiales y agricultura de regadío en la cuenca del Ebro: una visión... TABLA 3. (Continuación) Estación CE SDT Iones principales (meq/l) f ds/m mg/l Cl SO4 HCO3 Ca Mg Na ARBGAL Mean Clase D1 (sulfatado-cálcicas) GUAALC TIRCUZ Mean Clase D2 (muy sulfatado-cálcicas) MARHIJ Todas TABLA 4. Clasificación iónica (según el criterio de Schoukarev) de las 31 estaciones de calidad consideradas: concentraciones medias de los iones minoritarios, ph y relación de adsorción de sodio (RAS). Las estaciones están ordenadas dentro de cada clase de menor a mayor CE. La última fila presenta los valores medios de las 31 estaciones Estación Iones minoritarios(mg/l) PO4 NO2 NO3 K NH4 Clase A1 (bicarbonatado-cálcicas) SEGSEO ARAJAC IREISL GALANZ IRALIE NGRLPI NAJTOR Mean Clase A2 (bicarbonatado-sulfatado-cálcicas) ARACAP EBRMIR ZADARC BAYMIR MATMAE SEGBAL SEGSER Mean ph SAR 127

18 ISIDORO, D. Y ARAGÜÉS, R. TABLA 4. (Continuación) Estación Iones minoritarios(mg/l) PO4 NO2 NO3 K NH4 Clase A3 (bicarbonatado-sulfatado-clorurado-cálcico-sódicas) EBRMEN CINFRA EBRCAS EBRASC EBRTOR Mean Clase B (sulfatado-bicarbonatado-clorurado-cálcico-sódicas) OCAONA ALCONT EBRZAR JALHUE JALGRI FLUSAR Mean Clase C (clorurado-bicarbonatado-sódico-cálcicas) ARGPER EGAAND ARBGAL Mean Clase D1 (sulfatado-cálcicas) GUAALC TIRCUZ Mean Clase D2 (muy sulfatado-cálcicas) MARHIJ Todas ph SAR 128