TRABAJOS DE CONSULTORIA Y ASISTENCIA REF. CRONOLOGICA:

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1 MINISTERIO DE MEDIO AMBIENTE, Y MEDIO RURAL Y MARINO DIRECCIÓN GENERAL DEL AGUA CONFEDERACIÓN HIDROGRÁFICA DEL EBRO ÁREA DE CALIDAD DE AGUAS PRESUPUESTO DEL ORGANISMO TRABAJOS DE CONSULTORIA Y ASISTENCIA CLAVE: REF. CRONOLOGICA: TIPO: CONVENIO DE COLABORACIÓN TITULO: EVALUACIÓN DEL IMPACTO MEDIOAMBIENTAL DE LAS ACTIVIDADES AGRARIAS EN CINCO SISTEMAS DE RIEGO DE LA CUENCA DEL EBRO PRESUPUESTO DE CONTRATA: PRESUPUESTO DE ADJUDICACION: ,00.- euros ,00.- euros SERVICIO: DIRECTOR: CONSULTOR: ÁREA DE CALIDAD DE AGUAS JAVIER SAN ROMÁN SALDAÑA CITA-DGA (UNIDAD DE SUELOS Y RIEGOS) TOMO: CONTENIDO: EJEMPLAR: TOMO 1 EJEMPLAR 1 DE 4 MEMORIA NUMERO ARCHIVO :

2 ÁREA DE CALIDAD DE AGUAS TRABAJOS DE CONSULTORIA Y ASISTENCIA CLAVE: TITULO: EVALUACIÓN DEL IMPACTO MEDIOAMBIENTAL DE LAS ACTIVIDADES AGRARIAS EN CINCO SISTEMAS DE RIEGO DE LA CUENCA DEL EBRO Zaragoza, a 16 de diciembre de 2011 El Director de los trabajos El Consultor: Unidad de Suelos y Riegos (CITA-DGA) Fdo.: Javier San Román Fdo.: Ramón Aragüés (Jefe de Unidad) Examinado: El Jefe del Área de Calidad de Aguas Fdo.: Javier San Román

3 ÍNDICE Página Resumen ejecutivo Introducción Caudal (Q), salinidad (CE; SDT), nitrógeno (NO 3 ) y fósforo (PT) en las aguas de salida de las cuencas de estudio (años hidrológicos 2009 y 2010) Balance de agua en las cuencas de estudio (años hidrológicos 2009 y 2010) Masas exportadas de sales y nitrógeno en las aguas de salida de las cuencas de estudio (años hidrológicos 2009 y 2010) Balances de sales y nitrógeno, índices de calidad del riego e índices de contaminación en las cuencas de estudio (años hidrológicos 2009 y 2010) Conclusiones principales Consideraciones metodológicas Introducción general Motivación del trabajo Objetivos Metodología Estructura del informe Metodología general Balance de agua Entradas de agua Salidas de agua Cálculo de la ETr y las PEA: balance de agua en el suelo Índices de calidad del riego Balance de sales Índices de contaminación por sales Balance de nitrógeno Determinación de la fertilización nitrogenada Índices de contaminación por N Concentraciones y masas de fósforo en las aguas de retorno Cuenca del Arba Caracterización de las salidas Caudales

4 Concentraciones de sales (CE) y nitrato (NO 3 - ) Masas exportadas de sales y nitrógeno Caracterización química del agua de salida (Arba en Tauste) y de las entradas laterales a la cuenca del Arba en el AH Cuenca de la Violada Descripción de la zona de estudio Metodología específica Balance de agua Entradas de agua al sistema Salidas de agua del sistema Balance de sales y nitrógeno Entradas de sales y nitrógeno al sistema Salidas de sales y nitrógeno del sistema Resultados y discusión Caudal, sales, nitrato y fósforo en el punto de salida de La cuenca de La Violada Caudal Concentraciones de sales (CE) y nitrato (NO3) Masas exportadas de sales y nitrógeno Concentraciones y masas exportadas de fósforo Balances de agua, sales y N Balance de agua Balance de sales Balance de nitrógeno Prácticas de fertilización Rendimientos de cosecha Balance de nitrógeno Índices de calidad del riego y de contaminación Conclusiones Cuenca del Alcanadre Descripción de la zona de estudio Metodología específica Balance de agua Entradas de agua al sistema Salidas de agua del sistema Balance de sales y nitrógeno Entradas de sales y nitrógeno al sistema Salidas de sales y nitrógeno del sistema Resultados y discusión Caudal, sales, nitrato y fósforo en el punto de salida de la cuenca del Alcanadre Caudal Concentraciones de sales (CE) y nitrato (NO-3) Masas exportadas de sales y nitrógeno Concentraciones y masas exportadas de fósforo

5 Balances de agua, sales y N Balance de agua Balance de sales Balance de nitrógeno Prácticas de fertilización Rendimientos de cosecha Balance de nitrógeno Índices de calidad del riego y de contaminación Conclusiones Cuenca de la Clamor Amarga Introducción Descripción de la zona de estudio Metodología específica Balance de agua Entradas de agua al sistema Salidas de agua del sistema Balances de sales y nitrógeno Entradas de sales y nitrógeno al sistema Salidas de sales y nitrógeno del sistema Resultados y discusión Caudal, sales, nitrato y fósforo en el punto de salida de la cuenca de Clamor Amarga Caudal Concentraciones de sales (CE) y nitrato (NO3-) Masas exportadas de sales y nitrógeno Concentraciones y masas exportadas de fósforo Balances de agua, sales y N Balance de agua Balance de sales Balance de nitrógeno Prácticas de fertilización Rendimientos de cosecha Balance de nitrógeno Índices de calidad del riego y de contaminación Conclusiones Cuenca del Barranco de La Valcuerna Introducción Descripción de la zona de estudio Metodología específica Balance de agua Entradas de agua al sistema Salidas de agua del sistema Balance de sales y nitrógeno Entradas de sales y nitrógeno al sistema

6 Salidas de sales y nitrógeno del sistema Resultados y discusión Caudal, sales, nitrato y fósforo en el punto de salida de la cuenca de La Valcuerna Caudal Concentraciones de sales (CE) y nitrato (NO3-) Masas exportadas de sales y nitrógeno Concentraciones y masas exportadas de fósforo Balances de agua, sales y N Balance de agua Balance de sales Balance de nitrógeno Prácticas de fertilización Rendimientos de cosecha Balance de nitrógeno Índices de calidad del riego y de contaminación Conclusiones Conclusiones generales, validez de la metodología empleada y propuesta de mejoras metodológicas Comparación de los balances. Implicaciones sobre la metodología empleada Balance de agua Balance de sales y N Concentraciones de sales y N en las aguas de retorno Concentraciones y masas exportadas de fósforo en las aguas de retorno Prácticas de fertilización Propuesta de mejoras metodológicas Referencias bibliográficas Abreviaturas empleadas Agradecimientos Anexos... Tomo Anexos 2. METODOLOGÍA...A Formularios de encuestas... A-5 3. ARBA...A Salida en Tauste... A Caudal medio diario... A Conductividad eléctrica... A Nitrato... A VIOLADA...A Meteorología... A-24 4

7 Precipitación... A Temperatura... A ET 0... A Humedad relativa... A Velocidad del viento... A Salida D-14 (La Pardina)... A Caudal medio diario... A Conductividad eléctrica... A Nitrato... A Fósforo total... A Riego... A Volumen de riego... A Calidad del agua de riego (CE y NO 3 )... A Otras Entradas... A Depuradoras... A Usos industriales... A Aportes de los canales... A ALCANADRE...A Meteorología... A Precipitación... A Temperatura... A ET 0... A Humedad relativa... A Velocidad del viento... A Salida Ballobar... A Caudal medio diario... A Conductividad eléctrica... A Nitrato... A Fósforo total... A Riego... A Volumen de riego... A Calidad del agua de riego (CE y NO 3 )... A Entradas Laterales... A Caudal medio diario... A Conductividad eléctrica y NO 3... A Otras Entradas... A Depuradoras... A Usos urbanos... A Usos industriales... A Aportes de los canales... A CLAMOR AMARGA... A Meteorología... A Precipitación... A Temperatura... A ET 0... A Humedad relativa... A Velocidad del viento... A Salida Zaidín... A Caudal medio diario... A-150 5

8 Conductividad eléctrica... A Nitrato... A Amonio... A Fósforo total... A Riego... A Volumen de riego... A Calidad del agua de riego (CE y NO 3 )... A Otras Entradas... A Depuradoras... A Usos urbanos y Usos industriales... A VALCUERNA... A Meteorología... A Precipitación... A Temperatura... A ET 0... A Humedad relativa... A Velocidad del viento... A Salida Candasnos... A Caudal medio diario... A Conductividad eléctrica... A Nitrato... A Fósforo total... A Riego... A Volumen de riego... A Calidad del agua de riego (CE y NO 3 )... A Otras Entradas... A Depuradoras... A Usos industriales... A Aportes de los canales... A-185 6

9 Resumen ejecutivo Índice Página 1- Introducción Caudal (Q), salinidad (CE; SDT), nitrógeno (NO 3 ) y fósforo (PT) en las aguas de salida de las cuencas de estudio (años hidrológicos 2009 y 2010) Balance de agua en las cuencas de estudio (años hidrológicos 2009 y 2010) Masas exportadas de sales y nitrógeno en las aguas de salida de las cuencas de estudio (años hidrológicos 2009 y 2010) Balances de sales y nitrógeno, índices de calidad del riego e índices de contaminación en las cuencas de estudio (años hidrológicos 2009 y 2010) Conclusiones principales Consideraciones metodológicas

10 1- Introducción Esta Memoria presenta la evaluación del impacto medioambiental de las actividades agrarias en cinco sistemas de riego de la cuenca del Ebro, correspondiente al Convenio CHE-CITA. Se ha cuantificado la exportación de sales y nitrógeno (con menor intensidad de muestreo, también la de fósforo) durante los años hidrológicos 2009 y 2010 en los retornos de riego de cuatro cuencas: Violada, Alcanadre, Clamor Amarga y Valcuerna y durante el año hidrológico 2009 en la cuenca del Arba (el control de la cuenca del Arba en el año 2010 lo realizó Sigma Ingenieros Consultores S.L.). En las cuencas del Alcanadre y Violada las entradas de agua, sales y nutrientes se midieron en ambos años y con ellas se efectuaron balances de masas, mientras que en Clamor Amarga y Valcuerna, los balances de masas sólo se calcularon en el año 2010 y el muestreo comenzó en abril de Para la cuenca del Arba, los balances de masas no se han efectuado en el CITA, aunque en este informe se recogen los resultados de salidas de sales y N, a efectos de comparación con las otras cuencas. Por esta razón, los resultados obtenidos para la cuenca del Arba se limitan a las masas de salida en 2009 y 2010 y se presentan en una tabla aparte. En los puntos de salida de drenaje de cada cuenca (Arba en Tauste, EA nº 260 de la CHE; Barranco de La Violada en La Pardina, EA nº 230; Alcanadre en Ballobar, EA nº 193; Clamor Amarga en Zaidín, EA nº 225 y Barranco de La Valcuerna en Candasnos, EA nº 231) se han registrado los caudales medios diarios, y se ha medido la conductividad eléctrica (CE) y la concentración de nitrato (NO 3 ) en muestras diarias desde octubre 2008 hasta septiembre 2010 en Arba, Violada y Alcanadre, y desde abril 2009 hasta septiembre 2010 en Clamor Amarga y Valcuerna. Los SDT (sólidos disueltos totales) se han estimado a partir de la CE y de la relación CE-SDT establecida en cada punto de salida. El fósforo total (PT) y el fosfato (PO 4 ), en las cuencas en que era relevante, se han medido con una periodicidad mensual. En las cuatro cuencas en las que se han efectuado los balances (todas excepto el Arba) se han cuantificado en la medida de lo posible las contribuciones externas a la zona regada (volumen, CE, concentración de nitrato y masas asociadas), especialmente cursos de agua provenientes de las áreas de secano, aunque cada cuenca presenta sus contribuciones específicas que han requerido métodos de estimación propios. El caudal de las contribuciones externas a la zona regada se ha descontado del caudal (Q) medido en la salida de drenaje de cada cuenca para obtener un caudal neto de salida (Q*) atribuible fundamentalmente a los retornos (drenaje) provenientes del regadío. Por lo tanto, las masas de sales (SQ*) y nitrógeno (NQ*) en los flujos de retorno de riego Q* son las aportaciones que caracterizan la contaminación de cada zona regable. Las cuencas del Alcanadre (2.177 km 2 ) y Arba (3.391 km 2 ) son mucho mayores que la de Violada (196 km 2 ), mientras que Clamor Amarga (776 km 2 ) y Valcuerna (464 km 2 ) presentan un tamaño intermedio. El porcentaje de superficie regable respecto al total de cada cuenca es 8

11 del orden del 15-30% en Arba, Violada, Alcanadre y Valcuerna y del 65% en Clamor Amarga (Tabla 1). En razón de estas diferencias, los caudales y las masas exportadas en cada cuenca son diferentes. Para ofrecer una comparativa entre cuencas con diferentes superficies totales y de regadío, los volúmenes de agua y las masas exportadas de sales y N provenientes del regadío se han referido a la superficie regada en cada cuenca (así los volúmenes de agua se presentan en mm y las masas unitarias en Mg/ha o kg/ha regada). Estas masas unitarias reflejan las diferencias debidas a prácticas agronómicas (riego, fertilizantes, etc.) y a las características intrínsecas de los regadíos de cada cuenca (suelos, hidrogeología, etc). En los años de estudio los cultivos dominantes en las cuencas del Alcanadre y Clamor Amarga han sido los cereales de invierno (~30%), la alfalfa (~24%) y el maíz (~18%) con un 20-25% de otros cultivos (principalmente arroz y forrajeras en Alcanadre, y forrajes y frutales, incluyendo viña, en Clamor Amarga) (Tabla 1). En Valcuerna, dominó el cultivo de maíz (50%) y alfalfa (21%), con sólo un 17% dedicado a cereales de invierno y un 9% de otros cultivos (forrajes, hortalizas y frutales) (Tabla 1). En Violada se presenta una clara diferencia entre 2009 (obras de transformación en proceso) y 2010 (primer año de riego por aspersión): en 2009 no se regó el 51% de la superficie (aunque la mayor parte de ella se cultivó de cereal en secano, que sí se ha considerado en los balances de agua) y en la parte regada dominaron los cereales (31%) con muy poca alfalfa (7%) y maíz (2%); mientras que en 2010 se cultivaron sobre todo cereales (64%), una práctica habitual el primer año después de la instalación de los aspersores, con un 10% de maíz y 7% de alfalfa (Tabla 1). La proporción de superficie sin cultivo fue algo mayor en Alcanadre (~10%) que en Clamor Amarga, Valcuerna y Violada-2010 (~3-5%), como corresponde a una mayor presencia de riegos a presión en esas cuencas (Tabla 1). La incorporación de las cuencas de Valcuerna y Clamor Amarga y la transformación del sistema de riego en Violada en 2010 suponen un cambio en la tipología de las cuencas estudiadas hasta ahora en los convenios: en los convenios anteriores, el riego por inundación dominaba en todas las cuencas estudiadas (con una presencia de riego por aspersión del 30% únicamente en Alcanadre), mientras que ahora se analizan también cuencas regadas íntegramente por aspersión (Valcuerna y, prácticamente, Violada-2010) y con sistemas de riego por aspersión, goteo y superficie (Clamor Amarga) (Tabla 1). En el informe de este convenio se han analizado además las entradas por fertilización en las 4 cuencas donde se han desarrollado los balances de masas y se han revisado los resultados de los convenios anteriores para obtener conclusiones generales sobre la metodología empleada e identificar futuras necesidades de trabajo. 9

12 Tabla 1. Caracterización de las cuencas y de las aguas de salida en las cuencas de estudio: Superficies total, regable y regada, porcentaje de riego por inundación, aspersión y goteo (% I- A-G), distribución de cultivos, caudal medio diario (Q md ) en m 3 /s y por unidad de superficie regada (mm), conductividad eléctrica media (CE), sólidos disueltos totales medios (SDT), concentración de nitrato media (NO 3 ), porcentaje de observaciones de NO 3 superiores al umbral de 50 mg/l (% NO 3 > 50) y fósforo total (PT) en las estaciones de no riego (ENR) y riego (ER) y en el año hidrológico (AH) en La Violada-Pardina, Clamor Amarga-Zaidín, Alcanadre- Ballobar y Valcuerna-Candasnos. Violada Clamor Amarga Superficies (ha) Cuenca hidrológica Regable (regadío) Regada % I A - G % % % Cultivos (% regadío) Cereal de invierno Alfalfa Maíz Otros No cultivo 51 (1) 5 3 ENR ER AH ENR ER AH ENR ER AH Q md (m 3 /s) 0,28 0,44 0,36 0,24 0,25 0,24 2,0 2,9 2,4 Q md (mm) CE (ds/m) 2,27 2,02 2,14 2,06 1,85 1,96 3,06 2,31 2,68 SDT (mg/l) NO 3 (mg/l) % NO 3 > 50 0,6% 12% 6,7% 0% 1,6% 0,8% 27% 3,8% 15% PT (mg/l) -- 0, ,06 0,09 0,08 0,69 0,64 0,66 Alcanadre Valcuerna Superficies (ha) Cuenca hidrológica Regable (regadío) Regada % I A - G % % % Cultivos (% regadío) Cereal de invierno Alfalfa Maíz Otros No cultivo ENR ER AH ENR ER AH ENR ER AH Q md (m 3 /s) 12,6 14,3 13,4 14,9 14,0 14,4 0,33 0,41 0,37 Q md (mm) CE (ds/m) 1,01 1,06 1,04 0,98 0,95 0,96 7,92 7,75 7,83 SDT (mg/l) NO 3 (mg/l) % NO 3 > 50 0% 0,5% 0,3% 0% 0% 0% 100% 99% 100% PT (mg/l) -- 0, ,10 0,23 0,18 0,19 0,19 0,19 (1) La superficie de NC en La Violada 2009 incluye 1955 ha de cereal de invierno no regadas para las que sí se calculó el balance de agua. 10

13 2- Caudal (Q), salinidad (CE; SDT), nitrógeno (NO 3 ) y fósforo (PT) en las aguas de salida de las cuencas de estudio (años hidrológicos 2009 y 2010) El caudal de salida (Q) de las cuencas resultó mayor según el tamaño y superficie regada de las cuencas (Alcanadre > Arba > Clamor Amarga > Valcuerna > Violada) (Tablas 1 y 2; Fig. 1). Los caudales por unidad de superficie regada (Q en mm) siguen siendo superiores en Alcanadre y Arba, a los que se une Violada-2009, y resultan claramente inferiores en Valcuerna, Clamor Amarga y Violada-2010 (Fig.1). Es decir, las cuencas con mayores contribuciones externas (Alcanadre y Arba) y con mayor superficie en riego por superficie (Alcanadre, Arba y Violada-2009) presentaron caudales mayores. Generalmente Q fue superior en la estación de riego (ER) que en la de no riego (ENR) en todas las cuencas, excepto en Alcanadre-2010 y Arba-2009 (Tablas 1 y 2). Los flujos de retorno del riego Q* también fueron superiores en Alcanadre y Violada-2009 dominadas por el riego por superficie (Tabla 3) (en el Arba no se ha determinado Q*, pero también resultó superior en años anteriores). La salinidad en las aguas de salida es muy superior en Valcuerna (CE = 7,83 ds/m; SDT = mg/l; Tabla 1) que en las demás cuencas debido a la presencia de lutitas salinas en su subsuelo. Le siguen en salinidad las salidas de Clamor Amarga (CE = 2,68 ds/m; SDT = mg/l), Arba y Violada (CE ~ 2 ds/m; SDT ~ mg/l en el Arba y SDT ~ mg/l en La Violada), siendo la del Alcanadre claramente inferior (CE ~ 1 ds/m; SDT ~ 780 mg/l) (Tablas 1 y 2). Dentro de cada cuenca se aprecia en general que a caudales mayores corresponden CE menores (efecto dilución; Fig. 1), aunque esa correspondencia no se aprecia claramente en los valores medios estacionales (Tablas 1 y 2). En Violada y Valcuerna, este efecto dilución es mucho menos aparente, siendo las concentraciones más estables a lo largo del periodo debido a la presencia de sales y la escasa magnitud de los flujos de dilución en Valcuerna y a la presencia de yeso en Violada. En Violada, a pesar de que el caudal de salida ha disminuido de 2009 a 2010, se aprecia también un descenso de CE (Tabla 1) opuesto al efecto dilución mencionado. Las concentraciones medias anuales de NO 3 fueron muy superiores en Valcuerna (113 mg/l) que en Clamor Amarga (40 mg/l), Arba (35 mg/l), Violada (22 mg/l) y Alcanadre (20 mg/l) (Tablas 1 y 2). En Valcuerna, el 100% de las observaciones diarias superaron el umbral de 50 mg/l, que también llega a superarse hasta en un 27% de las observaciones de la ENR en Clamor Amarga (solo el 4% en la ER) (Tabla 1). En Violada, el 12% de las medidas superaron los 50 mg/l en la ER-2009, pero apenas hubo concentraciones superiores en la ENR-2009 y en 2010 (<1%), igual que ocurrió en Alcanadre durante los dos años de estudio (Tabla 2). Únicamente en Violada-2009 y Arba-2009 se encontró que el NO 3 fue superior durante la ER (siendo Q mayor en la ER que en la ENR en La Violada; en el Arba, Q es menor en la ER-2009). En las demás cuencas, la concentración de NO 3 fue menor durante la ER que durante la ENR (Tablas 1 y 2). En todos los puntos de control se realizaron análisis de otras formas de N, particularmente amonio (NH 4 ) que resultó inapreciable en todas las cuencas excepto Clamor Amarga. En Clamor Amarga, la concentración media de NH 4 en la ER-2009 y 11

14 el AH-2010 (determinada en muestras puntuales cada mes aproximadamente) fue de 1,62 mg/l, que pese a ser muy inferior a la de NO 3 supuso una contribución importante a la exportación total de N. Tabla 2. Caracterización de la cuenca del Arba y de sus aguas de salida: Superficies total, regable y regada, distribución de cultivos, porcentaje de riego por inundación, aspersión y goteo (% I-A-G), caudal medio diario (Q md ) en m 3 /s y por unidad de superficie regada (mm), conductividad eléctrica media (CE), sólidos disueltos totales medios (SDT), concentración de nitrato media (NO 3 ), porcentaje de observaciones de NO 3 superiores al umbral de 50 mg/l (% NO 3 > 50) y masas exportadas por unidad de superficie de sales (MSu) y nitrógeno (MNu) en las estaciones de no riego (ENR) y riego (ER) y en el año hidrológico (AH). Arba Superficies (ha) Cuenca hidrológica Regable (regadío) Regada % I A - G % % Cultivos (% regadío) Cereal de invierno Alfalfa Maíz Otros No cultivo 6 6 ENR ER AH ENR ER AH Q md (m 3 /s) 8,1 7,0 7,4 5,9 7,4 6,7 Q md (mm) CE (ds/m) 2,18 2,40 2,29 2,31 1,97 2,14 SDT (mg/l) NO 3 (mg/l) % NO 3 > 50 16% 4% 10% 31% 0% 15% MSu (Mg/ha) 2,95 2,85 5,80 2,71 2,56 5,27 MNu (kg/ha) 14,3 14,9 29,2 14,7 12,7 26,9 La Figura 1 presenta el caudal por unidad de superficie regada (mm), la CE y la concentración de NO 3 medidos en Arba-Tauste, Violada-Pardina, Alcanadre-Ballobar, Clamor Amarga-Zaidín y Valcuerna-Candasnos a lo largo del período estudiado (valores medios mensuales). Las concentraciones de fósforo total (PT) se midieron únicamente en las 4 cuencas donde se han efectuado los balances de masas. El PT fue máximo en la cuenca de Clamor Amarga (0,66 mg/l) seguida del Alcanadre (0,18 mg/l en 2010) y Valcuerna (0,19 mg/l), muy por encima de Violada (0,09 mg/l) (Tabla 2). Las mayores concentraciones de PT parecen estar relacionadas con una mayor presencia de explotaciones ganaderas (Clamor, Alcanadre y Valcuerna) y de industrias agroalimentarias (Clamor). En todas las cuencas, la concentración de PT excedió el umbral de eutrofización de 0,02 mg/l. 12

15 120 ENR-09 ER-09 ENR-10 ER-10 Q (mm) Arba Violada Alcanadre Clamor Amarga Valcuerna oct-08 dic-08 feb-09 abr-09 jun-09 ago-09 oct-09 dic-09 feb-10 abr-10 jun-10 ago ENR-09 ER-09 ENR-10 ER-10 CE (ds/m) Arba Violada Alcanadre Clamor Amarga Valcuerna CE = 3,0 ds/m oct-08 dic-08 feb-09 abr-09 jun-09 ago-09 oct-09 dic-09 feb-10 abr-10 jun-10 ago ENR-09 ER-09 ENR-10 ER oct-08 dic-08 feb-09 abr-09 jun-09 ago-09 oct-09 dic-09 feb-10 abr-10 jun-10 ago-10 NO3 (mg/l) Arba Violada Alcanadre Clamor Amarga Valcuerna NO3 = 50 mg/l Figura 1. Caudal mensual por unidad de superficie (Q) y valores medios mensuales de conductividad eléctrica (CE) y concentración de nitrato (NO 3 ) en Arba-Tauste, Violada-Pardina, Alcanadre-Ballobar, Clamor Amarga-Zaidín y Valcuerna-Candasnos en los años hidrológicos 2009 y Se presentan asimismo los límites máximos de CE (FAO) y NO 3 (UE). 13

16 3- Balance de agua en las cuencas de estudio (años hidrológicos 2009 y 2010) El cierre de los balances de agua en las 4 cuencas fue satisfactorio, con un error máximo en valor absoluto del 13% en Alcanadre En todas las cuencas y años, el balance resultó negativo (salidas > entradas) excepto en Violada-2010 (+9%) (Tabla 3). Estos resultados dan cierta confianza a la metodología empleada y sugieren, en general (por el signo negativo de los balances), que se pueden estar sobrestimando (infraestimando) las salidas (entradas) o que existen algunas entradas que no se están considerando. El error positivo en Violada en 2010 puede indicar una sobrestimación de las filtraciones de los canales en la nueva situación de riego por aspersión. El riego (R) fue la mayor entrada en todas las cuencas excepto en Violada (donde la precipitación, P, fue mayor debido a la superficie sin cultivar o cultivada en secano en 2009 por las obras de transformación y el predominio del cereal de invierno en 2010) (Tabla 1). El riego resultó superior en Valcuerna (R = 809 mm), la cuenca con mayor intensidad de cultivos de verano (71% de maíz y alfalfa), que en Alcanadre (~ mm) y Clamor Amarga (551 mm), y claramente inferior en Violada (130 mm en 2009 y 279 mm en 2010) debido a las obras de transformación y al cultivo de trigo y cebada (Tabla 3). Las otras entradas (OE) estimadas representan una fracción muy baja del caudal de salida (Q) en Clamor Amarga (10%) y Valcuerna (21%), muy superior en Alcanadre (48%) debido a las aportaciones de los ríos Guatizalema, Alcanadre y Flumen, y superior en Violada, pero con grandes diferencias entre los dos años (Tabla 3): en 2009 las OE representan el 29% de Q pero en 2010, en riego por aspersión principalmente de cereales de invierno, la disminución de Q da lugar a una razón OE/Q muy superior (101%). La determinación de las OE resulta muy importante en Alcanadre y (sobre todo a partir de 2010) Violada, donde los retornos de riego (Q*) representan en torno al 50% de Q, teniendo menor relevancia en Clamor Amarga y Valcuerna. La reducción de los retornos de riego de 2009 a 2010 en Violada (ambos años con cultivo mayoritario de cereales) inducida por el cambio de sistema de riego resulta notable: de 378 mm en 2009 a 95 mm en 2010 (Tabla 3). La evapotranspiración real (ET r ) fue superior en Valcuerna (926 mm; también la cuenca con menor P: 290 mm) por la mayor intensidad de cultivo, seguida de Alcanadre (~830 mm), e inferior en Clamor Amarga (724 mm) y Violada (~ mm) debido a las obras de transformación y la menor intensidad de cultivo que conllevan (Tabla 3). El menor consumo en Clamor Amarga con relación al Alcanadre puede deberse a la presencia de riegos por goteo en la Clamor, que pueden dar lugar a una ET r global menor. Las únicas OS (otras salidas) consideradas son las pérdidas por evaporación y arrastre (PEA) que resultan especialmente altas en Valcuerna (104 mm) regada al 100% por aspersión, y algo menores en Clamor Amarga (41 mm, con un 40% de superficie regada por aspersión) y Alcanadre (~30% con un 34-38% de superficie regada por aspersión). En Violada nuevamente destaca el incremento de PEA debido al cambio del sistema de riego: 4 mm en 2009 (8% de aspersión) y 32 mm en 2010 (91% de aspersión) (Tabla 3). 14

17 Tabla 3. Balance de agua en las cuencas de estudio: términos principales y error de cierre del balance en las estaciones de no riego (ENR) y riego (ER) y en el año hidrológico (AH) en Violada-Pardina, Clamor Amarga-Zaidín, Alcanadre-Ballobar y Valcuerna-Candasnos. Violada Clamor Amarga ENR ER AH ENR ER AH ENR ER AH Riego (R, mm) Precipitación (P, mm) Otras entradas (OE, mm) (1) Caudal de salida (Q, mm) Caudal neto de salida (Q*, mm) Evapot. real (ET r, mm) Otras salidas (OS, mm) Error balance (%) Alcanadre Valcuerna ENR ER AH ENR ER AH ENR ER AH Riego (R, mm) Precipitación (P, mm) Otras entradas (OE, mm) Caudal de salida (Q, mm) Caudal neto de salida (Q*, mm) Evapot. real (ET r, mm) Otras salidas (OS, mm) Error balance (%) (1) En el caso de La Violada 2009 y 2010, única cuenca donde se han estimado, el término OE incluye las filtraciones de los canales (FCan). 4- Masas exportadas de sales y nitrógeno en las aguas de salida de las cuencas de estudio (años hidrológicos 2009 y 2010) Aunque las magnitudes totales de masas exportadas de una cuenca no permiten comparar la contaminación inducida por cuencas de tamaños diferentes, la Tabla 4 presenta las masas de sales (SQ) y de N (NQ) por los puntos de control de las 5 cuencas de estudio y las masas netas en los retornos de riego de sales (SQ*) y N (NQ*) (en las cuencas en que se han calculado) por el interés que presentan las masas de salida en términos totales. Los valores mayores de SQ corresponden a las cuencas del Arba y Alcanadre (~ Mg/año), las dos cuencas de mayor tamaño (Tabla 4). En la cuenca del Alcanadre, las salidas netas de la zona regable (SQ*) alcanzaron el ~78% de las salidas totales (en 2009 y 2010); es decir, la mayor parte de la masa circulante por el Alcanadre en Ballobar proviene de la zona regable. En las cuencas de Clamor Amarga y Valcuerna, la relación SQ*/SQ fue casi del 100%, es decir, la práctica totalidad de las salidas provienen de la zona regable (si bien en Clamor Amarga no se han estimado las entradas del exterior de la zona regable, el buen cierre 15

18 del balance de agua hace suponer que éstas serán pequeñas). En Clamor Amarga y Valcuerna (ambas solo en 2010) y en Alcanadre-2009, SQ y SQ* fueron mayores durante la ER; pero en Alcanadre-2010 resultaron ligeramente superiores en la ENR (Tabla 4). En el Arba-2009 también se observó una SQ superior en la ENR que en la ER (Tabla 4). En Violada la relación SQ*/SQ fue mayor en 2009 (riego por superficie) que en 2010 (riego por aspersión) debido a que en 2010 el drenaje propio de la zona regable fue mucho menor y la proporción de SQ y de SQ* durante la ER fue superior en 2009 (58%) que en 2010 (50%) (Tabla 4). Tabla 4. Masas exportadas de sales (SQ) y de N (NQ) en las estaciones de aforo y masas exportadas netas en los retornos de riego de sales (SQ*) y de N (NQ*) en las estaciones de no riego (ENR) y riego (ER) y en el año hidrológico (AH) en Arba-Tauste, Violada-Pardina, Clamor Amarga-Zaidín, Alcanadre-Ballobar y Valcuerna-Candasnos. Año hidrológico Masas (Mg) ENR ER AH ENR ER AH SQ Arba SQ* NQ NQ* SQ Violada SQ* NQ NQ* SQ Alcanadre SQ* NQ NQ* Clamor Amarga Valcuerna SQ SQ* NQ NQ* SQ SQ* NQ NQ* Las masas totales de N medidas en las estaciones de aforo fueron mayores en las cuencas de mayor tamaño (NQ: Alcanadre ~ 1700 Mg; Arba ~ 1450 Mg; Clamor Amarga = 785 Mg; Valcuerna ~ 270 Mg y Violada ~ 45 Mg) como en el caso de las sales. Sin embargo, la razón NQ*/NQ fue en general menor que SQ*/SQ, apuntando, en general, a una mayor contribución del N originado fuera del regadío a la carga total de N que en el caso de las sales. Así, para Valcuerna NQ*/NQ = 91% y para Clamor Amarga NQ*/NQ = 82%, mientras que para Violada la relación NQ*/NQ disminuyó del 82% en 2009 al 60% en 2010, en todos los casos valores inferiores a los correspondientes de SQ*/SQ (Tabla 4). El Alcanadre es la excepción, pues allí NQ*/NQ alcanza el 91% en 2009 y el 84% en 2010 (Tabla 4), muy por encima de 16

19 SQ*/SQ, lo que indica que en esta cuenca la proporción de N en el caudal de salida con origen en el regadío es mayor que la proporción de sales. El comportamiento estacional (en ER y ENR) de NQ y NQ* es muy similar al de SQ y SQ* en las cuencas de Alcanadre, Clamor Amarga y Valcuerna (y Arba solo para SQ y NQ). Únicamente el comportamiento anómalo de SQ en Arba-2009 (superior en ER a ENR) se ve corregido para NQ; mientras que en Alcanadre-2010, NQ es mayor en la ENR pero NQ* es mayor en la ER (Tabla 4). Clamor Amarga es la única cuenca donde se ha calculado la contribución del NH 4 a la masa total de N exportada (por ser la única con concentraciones de NH 4 no despreciables). En el AH-2010 la masa de N-NH 4 exportada ascendió a 104 Mg (55 Mg en la ER y 49 Mg en la ENR) que representan el 13% de la carga total de N, una contribución del N-NH 4 a la masa total de N exportada que no puede despreciarse. Esta elevada masa de N-NH 4 puede tener su origen en la extensa cabaña ganadera de la cuenca y en la presencia de industrias agroalimentarias y núcleos urbanos de consideración. Las masas unitarias anuales de sales y de N exportadas en cada cuenca se presentan en el apartado siguiente, puesto que son un indicador de la contaminación relativa inducida por cada cuenca. 5- Balances de sales y nitrógeno, índices de calidad del riego e índices de contaminación en las cuencas de estudio (años hidrológicos 2009 y 2010) En las cuatro cuencas donde se efectuaron balances de sales, las masas de sales exportadas durante la ER fueron ligeramente mayores que durante la ENR (Tabla 5), en torno al 55% de las sales exportadas lo fueron durante la ER. Por el contrario, el balance de sales ( S) es en general mayor durante la ENR (excepto en Violada-2009), particularmente en las cuencas del Alcanadre y Clamor Amarga ( S ~ -1,5 Mg/ha durante la ENR y S ~ -0,4 Mg/ha durante la ER) apuntando a que las sales aportadas con el riego se lavan especialmente durante el invierno (ENR) en estas cuencas (Tabla 5). En La Violada, el cambio de sistema de riego ha producido un descenso notable en las masas de sales exportadas (MSu = 9,76 Mg/ha en 2009 y MSu = 2,64 Mg/ha en 2010; Tabla 5) en dos años con un patrón de cultivos similar, mostrando el efecto del cambio de sistema de riego sobre Q* y MSu. El cambio sobre la estacionalidad de S en La Violada también ha sido notable: mientras en 2009, S era superior en la ER, en 2010 el S en la ENR duplica al de la ER (Tabla 5). La relación entre las masas de sales de salida y entrada [índice de balance de sales, IBS, o relación entra la masa de sales en el caudal neto de salida y la masa de sales que entra al regadío a través de R (SR) y de P (SP): IBS = SQ* / (SR + SP)] es mayor que 1 en todas las estaciones y años hidrológicos (es decir, S < 0) pero con grandes diferencias entre cuencas y años. Así, mientras en Valcuerna alcanza un valor de 4,9 para el AH, el IBS se mantiene en torno a 2,0-2,2 en Alcanadre y Clamor Amarga. En Violada, el cambio del sistema de riego 17

20 reduce el IBS de 17,5 en 2009 a 2,7 en 2010 (Tabla 5). En todas las cuencas, el IBS es algo menor en la ER que en el conjunto del AH, lo que obedece a la mayor salinidad y volumen de R que de P que dan lugar a una masa de sales de entrada más alta durante la ER. Tabla 5. Balance de sales y de nitrógeno e índices de calidad del riego en las cuencas de estudio: términos principales en las estaciones de no riego (ENR) y riego (ER) y en el año hidrológico (AH) en La Violada-Pardina, Clamor Amarga-Zaidín, Alcanadre-Ballobar y Valcuerna-Candasnos. Violada Clamor Amarga Año hidrológico Balance de sales ENR ER AH ENR ER AH ENR ER AH Retornos de riego (MSu, Mg/ha) 4,17 5,59 9,76 1,24 1,40 2,64 1,57 1,66 3,22 Balance de sales ( S, Mg/ha) -3,74-4,84-8,59-0,98-0,40-1,38-1,41-0,34-1,75 Índice Balance Sales (IBS) 13,0 17,5 1,7 2,7 1,3 2,2 Factor Conc. R y P (FCRP) 22,3 30,2 14,1 21,0 9,4 13,7 Términos del balance de N ENR ER AH ENR ER AH ENR ER AH Fertilización (NF, kg/ha) Fijación simbiótica (NFS, kg/ha) Extracción cultivos (NC, kg/ha) Retornos de riego (MNu, kg/ha) 7,3 15,9 23,2 2,0 3,1 5,1 5,3 7,4 12,6 NQ*/NF 23% 4% 9% Índices de calidad del riego ENR ER AH ENR ER AH ENR ER AH Eficiencia de riego (EfR, %) 70,0 115,5 81,3 94,2 84,6 86,1 Fracción consuntiva (FC, %) 80,1 78,2 89,5 89,1 94,0 88,7 Fracción de drenaje (FD, %) 58,2 57,9 11,7 13,1 13,5 15,9 Déficit hídrico (DH, %) 52,9 45,5 28,3 25,9 12,1 18,7 Alcanadre Valcuerna Año hidrológico Balance de sales ENR ER AH ENR ER AH ENR ER AH Retornos de riego (MSu, Mg/ha) 1,65 2,33 3,98 1,89 2,06 3,94 5,33 6,56 11,89 Balance de sales ( S, Mg/ha) -1,43-0,56-1,98-1,76-0,21-1,98-5,19-4,28-9,47 Índice Balance Sales (IBS) 1,3 2,0 1,1 2,0 2,9 4,9 Factor Conc. R y P (FCRP) 5,0 6,4 4,1 5,6 34,5 41,1 Términos del balance de N ENR ER AH ENR ER AH ENR ER AH Fertilización (NF, kg/ha) Fijación simbiótica (NFS, kg/ha) Extracción cultivos (NC, kg/ha) Retornos de riego (MNu, kg/ha) 11,1 14,3 25,4 12,1 9,5 21,6 17,6 20,9 38,5 NQ*/NF 14% 13% 17% Índices de calidad del riego ENR ER AH ENR ER AH ENR ER AH Eficiencia de riego (EfR, %) 78,7 85,4 75,9 83,7 86,1 87,3 Fracción consuntiva (FC, %) 80,6 80,1 81,6 82,5 98,5 93,7 Fracción de drenaje (FD, %) 26,1 30,9 27,1 35,6 8,3 12,0 Déficit hídrico (DH, %) 11,5 17,5 11,0 17,0 7,3 19,0 18

21 Las aguas de entrada al sistema (R y P) multiplican su concentración en los retornos de riego (FCRP) del orden de 5 veces en el Alcanadre, 14 en Clamor Amarga, en Violada y casi 40 en Valcuerna (Tabla 5). El FCRP representa la degradación del recurso disponible original (R y P) por el incremento de salinidad que produce su utilización en el sistema regado (evapoconcentración debida a la ET de los cultivos y disolución de minerales) hasta convertirse en el recurso final (Q*): [FCRP = SDT(Q*) / SDT(R-P) donde SDT(R-P) es la media ponderada de los SDT de R y de P]. El FCRP es inferior durante la ER debido al mayor peso de R, de mayor salinidad que P, en las entradas (R y P) (Tabla 5). En términos relativos, las cuencas de menor salinidad, en especial Alcanadre, producen un retorno de una salinidad menos elevada en relación al recurso original; mientras que las más salinas (Valcuerna y Violada) producen una elevación mayor de la salinidad del recurso. Sin embargo, el cambio del sistema de riego ha dado lugar a un incremento relativo de la salinidad del agua inferior en 2010 que en 2009 (Tabla 5). En todas las cuencas y años, la fertilización ha supuesto la mayor entrada de N al sistema (NF), por encima de la fijación simbiótica estimada (NFS), y también en todas las cuencas y años, NF ha sido inferior a las extracciones de los cultivos (NC) debido a la superficie dedicada al cultivo de alfalfa (Tabla 5). Tanto NF como NC han sido superiores en Valcuerna que en las demás cuencas por el predominio en su cuenca del cultivo de maíz (para NF) y de los cultivos extensivos de regadío en general (para NC). NC también ha sido superior en Clamor Amarga (247 kg/ha) y Alcanadre (228 kg/ha) que en Violada (~160 kg/ha) debido al predominio de los cereales de invierno en Violada (Tabla 5). En general, la magnitud de NFS refleja la proporción de superficie cultivada de alfalfa en cada cuenca. La masa unitaria de N exportada (MNu) fue claramente mayor en Valcuerna (38 kg/ha, cultivo de maíz) que en el Alcanadre y Violada-2009 (~23 kg/ha) y en éstas que en Clamor Amarga (13 kg/ha) y Violada-2010 (5 kg/ha) (Tabla 5). En Violada nuevamente se aprecia el efecto del cambio de sistema de riego (el patrón de cultivos es similar) que redujo drásticamente MNu. Sin embargo, la relación NQ*/NF (que representa las pérdidas en los retornos de riego del N aplicado con los fertilizantes asumiendo que todo el N en Q* procede de NF) no muestra unas diferencias tan acusadas entre Valcuerna (17%) y las otras cuencas (13% en Alcanadre y 9% en Clamor Amarga), siendo incluso inferior a Violada-2009 (23%) lo que apunta a unas pérdidas de NF en las aguas de retorno moderadas también en Valcuerna (Tabla 5). La relación NQ*/NF sufre una reducción muy acusada en Violada (23% en 2009 y 4% en 2010) debido al cambio de sistema de riego (Tabla 5). De la misma manera, las menores pérdidas en Clamor Amarga con relación al Alcanadre pueden deberse a la mayor presencia de riegos presurizados en Clamor Amarga. Aunque se apreciaron algunas diferencias entre las cantidades totales de fertilizantes aplicados y en el uso de fertilizantes orgánicos (purín porcino y estiércol de vacuno principalmente) y minerales entre las distintas cuencas, la gran variabilidad entre las aplicaciones individuales no permitieron apreciar diferencias significativas (Fig. 2). El cultivo 19

22 que recibió una mayor fertilización nitrogenada en el conjunto de las 4 cuencas fue el maíz (351 kg/ha) seguido de los cereales de invierno (147 kg/ha) y las forrajeras (fundamentalmente raygrass y veza, 144 kg/ha). La alfalfa y el girasol (cultivado generalmente más por las subvenciones que por su rendimiento) recibieron unas dosis menores (alfalfa = 74 kg/ha y girasol = 91 kg/ha). La dosis aplicada a la alfalfa excede sus necesidades, teniendo en cuenta que es un cultivo con elevada capacidad de fijación del N atmosférico. kg N/ha N Orgánico APLICADO (kg/ha) N Mineral APLICADO (kg/ha) NF = 147±80 kg/ha AH 2009 y 2010 Fertilización de los cereales N min = 94 kg/ha N org = 53 kg/ha kg N/ha AH 2009 y 2010 Fertilización del maíz N Orgánico APLICADO (kg/ha) N Mineral APLICADO (kg/ha) NF = 351±168 kg/ha N min = 240 kg/ha N org = 111 kg/ha kg N/ha AH 2009 y 2010 Fertilización de la alfalfa N Orgánico APLICADO (kg/ha) N Mineral APLICADO (kg/ha) N min = 31 kg/ha N org = 42 kg/ha kg N/ha AH 2009 y 2010 Fertilización del girasol N Orgánico APLICADO (kg/ha) N Mineral APLICADO (kg/ha) N min = 51 kg/ha N org = 39 kg/ha NF = 91±57 kg/ha 100 NF = 74±97 kg/ha kg N/ha AH 2009 y 2010 Fertilización de los forrajes N Orgánico APLICADO (kg/ha) N Mineral APLICADO (kg/ha) NF = 144±108 kg/ha N min = 94 kg/ha N org = 50 kg/ha Figura 2. Resultados de las encuestas sobre aplicaciones de N en la fertilización mineral y orgánica para los principales cultivos en las cuencas de Violada, Alcanadre, Clamor Amarga y Valcuerna en los años hidrológicos 2009 y Las marcas en el eje X representan 10 encuestas para maíz, alfalfa y cereales y 1 en el girasol y los forrajes. NF = Media ± desviación estándar del N total aplicado; N min = N mineral y N org = N orgánico aplicados. En alfalfa, la cantidad de N orgánico aplicado (57% del N total) excedió a la de N mineral, en buena medida porque algunos agricultores emplearon su cultivo de alfalfa como sumidero de purines porcinos. El mismo comportamiento presentó el girasol (N orgánico = 57% del N total) aunque este resultado se deriva de un número reducido de encuestas, varias de las cuales se obtuvieron en Almudévar en el periodo de transformación del sistema de riego, con lo que son unos resultados poco representativos de las prácticas habituales. Para el resto de cultivos, el N orgánico representó una fracción importante de la fertilización total (32% en maíz, 20

23 36% en cereales de invierno y 35% en forrajes). En todos los cultivos se detectó que las dosis mayores se presentaron en aplicaciones de cantidades de fertilizantes orgánicos (sobre todo purín porcino) muy superiores a las necesidades (Fig. 2), a veces no acompañadas de una disminución del N mineral aplicado. Estas aplicaciones excesivas de N orgánico pueden dar lugar a un arrastre puntual elevado de N y de P. Para caracterizar la calidad del riego y el comportamiento hidrológico de las áreas regadas se han considerado cuatro índices basados en los términos generales del balance de agua agregados para toda la superficie de regadío, tanto para el AH como para la ER, aunque para ésta el cambio en el contenido de agua en el sistema influye en los resultados y su interpretación: - Eficiencia de riego: EfR = (ET r P ef ) / R - Fracción consuntiva: FC = (ET r + PEA) / (R + P ef ) - Fracción de drenaje: FD = Q* / (R + P) - Déficit hídrico: DH = (ET c ET r ) / ET c donde ET c = ET máxima alcanzable por los cultivos bien provistos de agua y P ef = precipitación efectiva. La EfR durante la ER aumentó del 70% al 81% en Violada debido nuevamente al cambio de sistema de riego, mientras que para el AH se obtienen en Violada valores muy elevados (superiores al 100% en 2009) derivados del cultivo dominante de cereales de invierno, para los que buena parte del consumo de agua se produce durante la ENR y no procede de R sino de P (lo que aumenta EfR; Tabla 5). En las demás cuencas, la EfR de la ER es también inferior a la del AH, muy ligeramente en las cuencas con mayor proporción de riego presurizado (Clamor Amarga y Valcuerna con EfR = 85-86% en la ER y EfR = 86-87% en el AH) y más claramente en Alcanadre (~77% en la ER y ~84% en el AH) (Tabla 5). La reutilización del drenaje para riego eleva la EfR en la cuenca del Alcanadre hasta valores muy aceptables en la ER, pero inferiores a los que se alcanzan en las cuencas con mayor presencia de riegos presurizados. Las diferencias entre ER y AH se deben al consumo por los cultivos durante la ENR que no procede del R. La FC presenta el ratio entre el agua consumida (y que deja de estar disponible para su uso en la cuenca) y el agua puesta a disposición de los cultivos y es el indicador más adecuado para describir el uso consuntivo del agua a nivel de cuenca. La máxima FC para el AH se presenta en Valcuerna (94%), regada por aspersión, seguida de Violada-2010 también regada por aspersión y Clamor Amarga con un 53% de la superficie con riegos a presión (89% en ambas); y es algo inferior en Alcanadre (~81%) y Violada-2009 (78%) (Tabla 5). Para la ER, en cambio, aparecen diferencias más importantes directamente relacionadas con los cultivos y sobre todo con el tipo de riego: en Valcuerna, el riego por aspersión (con PEA importantes) de cultivos de alta demanda hídrica (maíz y alfalfa) da lugar al consumo (ET r ) del 98% del agua disponible (Tabla 5) y los riegos presurizados dan lugar a una FC del 94% en Clamor Amarga; mientras que la FC es bastante menor (~81%) en Alcanadre, donde domina el riego por 21

24 superficie. En Violada, el cambio de sistema de riego aumenta la FC del 80% al 89% durante la ER (Tabla 5). La FD también muestra una relación clara con el tipo de riego dominante en cada cuenca. Los menores retornos originados por el riego por aspersión originan una FD del 12% (8% en la ER) en Valcuerna y del 13% (12% en la ER) en Violada-2010; mientras que en Clamor Amarga se mantiene también una FD baja (16% en el AH y 13% en la ER) y en el Alcanadre es bastante mayor (33% en el AH y 27% en la ER) (Tabla 5). El grado de satisfacción de las demandas hídricas de los cultivos (y por tanto su producción) viene tipificado por el DH. Para los cultivos de regadío es especialmente interesante el DH durante la ER, ya que el DH para el AH incluye el efecto de la provisión de agua a los cultivos en el periodo en que dependen de P. El DH calculado para la ER no incluye el consumo de la superficie de los cereales de invierno durante la misma. El DH fue especialmente alto en Violada-2010 (DH = 28% en la ER) por el predominio de cereal de invierno (que depende de P y no de R en la mayor parte de su ciclo) y, sobre todo en 2009 (DH = 53% para la ER y DH = 45% para el AH), porque en ese año no se completó el cultivo de alfalfa por las obras de transformación (Tabla 5). En Alcanadre (11%) y Clamor Amarga (12%) se obtienen valores de DH moderados y similares en la ER, pese a que cabría esperar resultados mejores en Clamor Amarga donde hay mayor presencia de riegos a presión (Tabla 5). Finalmente, los mejores resultados (menor déficit) se dan en Valcuerna (DH = 7% en la ER), la cuenca regada íntegramente por aspersión y con mayor presencia de cultivos de elevadas necesidades de agua (Tabla 5). 6- Conclusiones principales 1. El cierre del balance de agua es satisfactorio en todas las cuencas y años hidrológicos (error absoluto medio del 7%), lo que confiere fiabilidad a los resultados obtenidos y, en particular, a las masas exportadas de sales y nitrógeno. A pesar de los bajos errores de cierre, todos ellos son negativos (esto es, salidas > entradas) excepto en Violada-2010, lo que sugiere que se están infraestimando las entradas y/o sobrestimando las salidas. El único error positivo obtenido en Violada-2010 (primer año posterior a su modernización) apunta a una sobrestimación de la entrada filtraciones de canales computada en Violada-2009 (antes de su modernización). 2. La calidad del riego es baja en Violada-2009 (92% del regadío en riego por superficie), aceptable en Alcanadre (63% en riego por superficie) y excelente en el resto de las cuencas (incluida Violada-2010) mayoritariamente regadas a presión. Así, en la estación de riego de Violada-2009 (riego por superficie) la eficiencia del riego es relativamente baja (EfR = 70%) y la fracción de drenaje (FD = 58%) y el déficit hídrico (DH = 53%) son muy elevados, mientras que en la estación de riego de Valcuerna (100% en riego por aspersión) la EfR es muy alta (86%) y la FD (8%) y el DH (7%) son muy bajas. En 22

25 síntesis, a pesar del viento prevalente en la cuenca del Ebro, los sistemas de aspersión bien diseñados y manejados proporcionan una calidad excelente del riego, aunque su coste energético puede ser un factor limitante de consideración. 3. El volumen de los retornos de riego (Q*, mm) depende fundamentalmente de la eficiencia del sistema de riego, por lo que es en promedio tres veces superior en las cuencas regadas mayoritariamente por superficie [Violada-2009 (387 mm) y Alcanadre (353 mm)] que en las regadas mayoritariamente por aspersión [Valcuerna (132 mm) y Violada-2010 (95 mm)]. La modernización de regadíos (transformación de riegos por superficie a riegos presurizados) actualmente en curso en muchas zonas regables de la Cuenca del Ebro implicará por lo tanto una disminución global de los retornos de riego. 4. La salinidad media anual (sólidos disueltos totales, SDT) en las aguas de drenaje es extremadamente elevada en Valcuerna (7.263 mg/l), elevada en Clamor Amarga (2.271 mg/l), Violada (1.918 mg/l) y Arba (1.556 mg/l), y moderada en Alcanadre (782 mg/l), reflejando las características edáficas y geológicas de estas cuencas (yeso en La Violada y materiales terciarios salinos en Arba y, principalmente, Valcuerna). La conductividad eléctrica (CE) en las aguas de drenaje de Valcuerna supera sistemáticamente el límite máximo de 3 ds/m asignado por FAO como crítico para el riego de los cultivos. Este límite se supera asimismo en Clamor Amarga y Arba en el 64% y 21%, respectivamente, de las muestras recogidas en la estación de no riego (ENR), pero solo en el 2% y 4%, respectivamente de las recogidas en la estación de riego (ER). El límite de 3 ds/m no se supera en ningún caso en Violada y Alcanadre. 5. La concentración media anual de nitrato (NO 3 ) en las aguas de drenaje es extremadamente elevada en Valcuerna (113 mg/l), elevada en Clamor Amarga (40 mg/l) y Arba (35 mg/l), y moderada en Violada (22 mg/l) y Alcanadre (20 mg/l). El NO 3 en las aguas de drenaje de Valcuerna supera sistemáticamente el límite máximo de 50 mg/l asignado por la Directiva Europea de Nitratos como crítico para el consumo humano. Este límite se supera asimismo en Arba con unas frecuencias del 31% en la ENR y del 15% en el año hidrológico 2010, pero solo lo supera en el 1% y 7% de las muestras recogidas anualmente en Alcanadre y Violada, respectivamente. 6. La concentración media anual de amonio (NH 4 ) en las aguas de drenaje es muy baja en todas las cuencas excepto en Clamor Amarga (NH 4 = 1,62 mg/l), donde supone el 13% de la masa exportada de N total. Esta concentración de amonio relativamente elevada se asocia con la elevada presencia de explotaciones ganaderas e industrias agroalimentarias en esta cuenca. Es por lo tanto necesario un control biológico de estas aguas por su posibilidad de contaminación orgánica. 7. La masa anual de sales por unidad de superficie regada (MSu) es muy elevada en los retornos de riego de Valcuerna (11,9 Mg/ha año) y Violada-2009 antes de su modernización (9,8 Mg/ha año) debido a la presencia de materiales terciarios salinos en 23

26 Valcuerna y de yeso asociado a una baja eficiencia de riego en Violada Los valores de MSu son mucho mas bajos en Alcanadre (3,9 Mg/ha año), Clamor Amarga (3,2 Mg/ha año) y Violada-2010 después de su modernización (2,6 Mg/ha año). La reducción de MSu en casi cuatro veces después de la modernización de Violada es debida a una reducción similar en el volumen de los retornos de riego. Este resultado ilustra que el incremento en la eficiencia del riego y el subsiguiente descenso en el volumen de los retornos es clave para el control de la contaminación salina producida por la agricultura de regadío. 8. La masa anual de nitrógeno por unidad de superficie regada (MNu) es muy elevada en los retornos de riego de Valcuerna (38 kg N/ha año), elevada en Alcanadre y Violada-2009 antes de su modernización (23 kg N/ha año), moderada-baja en Clamor Amarga (13 kg N/ha año) y muy baja en Violada-2010 después de su modernización (5 kg N/ha año). En relación al N aplicado como fertilizante (NF), la masa de N exportado en los retornos de riego supone el 23% de NF en Violada-2009 antes de su modernización, el 17% en Valcuerna, el 13% en Alcanadre, el 9% en Clamor Amarga y el 4% en Violada-2010 después de su modernización. Estas pérdidas de NF dependen fundamentalmente de la eficiencia del riego y de las necesidades de N de los cultivos preponderantes en cada cuenca. Así, las menores pérdidas se obtienen en Violada-2010, cuenca mayoritariamente regada por aspersión y con una baja proporción de maíz, cultivo con las mayores aplicaciones de fertilización nitrogenada. Las pérdidas económicas y la contaminación por nitrato en los retornos de riego asociados a la ineficiencia del riego y de la fertilización nitrogenada son dos problemas importantes detectados en algunas de las cuencas analizadas. Es por lo tanto necesario emprender acciones de asesoramiento al regante que minimicen estos problemas. 9. Las dosis de N aplicado a los principales cultivos de las cuencas en estudio no son en promedio sustancialmente superiores a sus necesidades de N. La única excepción es la alfalfa, a la que se le aportan en promedio 74 kg N/ha a pesar de su baja necesidad de fertilización nitrogenada derivada de su elevada capacidad de fijación de N atmosférico. Sin embargo, algunas aplicaciones individuales superan ampliamente las necesidades de N, sobre todo debido a elevadas aportaciones de N orgánico (purín porcino) que no se ven acompañadas por reducciones paralelas en el N mineral aplicado. Estas elevadas aportaciones individuales pueden ocasionar importantes pérdidas puntuales del N y P aplicado por fertilización mineral y orgánica, incrementando las masas de nutrientes exportadas en los retornos de riego. 10. Las concentraciones de fósforo total (PT) en las aguas de drenaje superan en todas las cuencas el umbral de eutrofización (0,02 mg PT/L). Estas concentraciones son más elevadas en las cuencas con mayor presencia de explotaciones ganaderas [Clamor Amarga (0,66 mg/l), Valcuerna (0,19 mg/l) y Alcanadre (0,18 mg/l)] que en la Violada 24

27 0,09 mg/l), cuenca con escasa ganadería. Estas elevadas concentraciones suponen un riesgo potencial de eutrofización de los sistemas receptores de los retornos de riego, por lo que es necesario emprender acciones de asesoramiento para la aplicación eficiente de las deyecciones ganaderas. 7- Consideraciones metodológicas El análisis comparativo de los resultados obtenidos en las cuencas de estudio permite establecer las necesidades de investigación más importantes para el cumplimiento de los objetivos definidos en los Convenios CHE-CITA: a) Mejoras en la estimación de la evapotranspiración real (ET r ) mediante (i) la aplicación de técnicas de teledetección espacial acopladas a modelos tipo METRIC y SEBAL, (ii) mejoras en los modelos de balance de agua en el suelo usados actualmente, incorporando la distribución real de los cultivos y de las prácticas de riego sobre los distintos tipos de suelo en cada cuenca a partir de los datos de sistemas de gestión integrados del regadío (Ador) cuando existan, y (iii) estimas de la contribución de las zonas no regadas (secano y vegetación natural, especialmente vegetación de ribera). b) Mejoras en la estimación de las masas unitarias de sales (MSu) y nitrógeno (MNu) exportadas en los retornos de riego mediante (i) el control más preciso de los caudales de retorno a lo largo del período de estudio y la mejora de las secciones de aforo que sean necesarias (en particular en Valcuerna) en colaboración con la CHE, (ii) el análisis de sesgos potenciales en las estimas de las masas diarias derivados de ciclos en los caudales de retorno, y (iii) la cuantificación de los errores asociados a las estimas de las masas exportadas. c) Mejoras en la estimación de la fertilización nitrogenada, especialmente la orgánica, mediante (i) la determinación del número de encuestas necesarias en cada cuenca para establecer la fertilización nitrogenada con una precisión suficiente, y (ii) la verificación de los resultados sobre fertilización orgánica por contraste con los datos de inventarios de explotaciones ganaderas. Con menor prioridad: d) Estimación de las filtraciones de canales: Extender su estimación a todas las cuencas de estudio. En los casos posibles, aplicación de métodos independientes del cierre del balance de agua. e) Verificación de los cierres de balance de agua con particular énfasis en la estimación de entradas y salidas subterráneas en Valcuerna, y entradas laterales y aportes de canales y escorrentías del secano en Clamor Amarga. 25

28 f) Mejora de las estimas de las entradas laterales en Violada (mejorar la separación del hidrograma) y Alcanadre (caudales por el río Isuela). g) En función de las disponibilidades económicas, profundización general en el conocimiento hidrogeológico de las cuencas en estudio con particular énfasis en el comportamiento de los acuíferos ligados al regadío y al drenaje. 26

29 1. Introducción general 1.1. Motivación del trabajo La degradación ambiental inducida por la agricultura de regadío es un problema de creciente preocupación que exige un análisis profundo derivado de los requerimientos impuestos por las directivas europeas y españolas y, en particular, por la Directiva Marco del Agua. El Plan Nacional de Regadíos (PNR) incluye un análisis de sus implicaciones medioambientales diseñado a través del Programa de Vigilancia Ambiental (PVA). Los objetivos del PVA son (1) el seguimiento de los impactos ambientales, (2) la investigación de las relaciones causa-efecto, (3) el establecimiento de una red y observatorio de vigilancia ambiental de los regadíos, (4) la elaboración de códigos de buenas prácticas agrarias, y (5) el establecimiento de un sistema de indicadores agroambientales de los regadíos españoles. La Confederación Hidrográfica del Ebro (CHE) ha sido pionera en España en estas actividades, financiando un elevado número de trabajos de investigación en regadíos. Entre ellos, el informe que se presenta forma parte de la quinta entrega de una serie de asistencias técnicas y convenios anuales establecidos entre la CHE y la Unidad de Suelos y Riegos del Centro de Investigación y Tecnología Agroalimentaria del Gobierno de Aragón (CITA-DGA). En el contexto del establecimiento de un observatorio de vigilancia ambiental del PVA, la Confederación Hidrográfica del Ebro (CHE) está desarrollando una Red de Control de la Calidad Ambiental de los Regadíos del Ebro (ReCoR-Ebro). Un valor fundamental de ReCoR-Ebro es el establecimiento de programas de vigilancia a largo plazo que permitan obtener resultados y tendencias consistentes. La primera zona regable incluida en esta red (convenio CHE-CITA de 2004) fue la cuenca del río Arba; en 2005, se incorporó la cuenca del B co de La Violada; en 2007, la cuenca del Alcanadre; y en 2009 se han incorporado las cuencas del B co de La Valcuerna y de La Clamor Amarga. A partir de 2010, los trabajos en la cuenca del Arba han dejado de ser responsabilidad del CITA. Las estaciones incorporadas a ReCoR-Ebro se han seleccionado por la importancia del regadío dentro de sus cuencas, la magnitud de las concentraciones de sales y nitrato en sus aguas, su evolución en los últimos años (CHE, 2006), y por razones logísticas. En este informe se presentan los resultados del seguimiento del impacto ambiental del regadío dentro de ReCoR-Ebro de las 5 cuencas seleccionadas para los años hidrológicos 2009 y En los próximos años se contempla la 27

30 continuidad en la toma de datos de estas zonas, la transferencia de las zonas que vayan teniendo unos resultados contrastados a empresas de consultoría y la ampliación de la red con la incorporación de nuevas cuencas de regadío, en función de los recursos económicos y las capacidades técnicas para desarrollar dicha red Objetivos Tal como recoge el Convenio CHE-CITA en su cláusula primera, el objeto del presente trabajo es evaluar el impacto medioambiental de las actividades agrarias de cinco sistemas de riego de la cuenca del Ebro. Los sistemas en estudio corresponden a las cuencas de los ríos Arba en Tauste, Alcanadre en Ballobar, y los barrancos de Violada en La Pardina, Clamor Amarga en Zaidín y Valcuerna en Candasnos. Para llevar a cabo la evaluación del impacto ambiental del regadío, en cuanto a salinidad y nitrato, el convenio CHE-CITA contempla la realización de una serie de actividades, que se resumen en el apartado siguiente. La última de ellas consiste en la realización de balances hidrosalinos, cálculo del nitrógeno y fósforo total exportado en los flujos de retorno de las cuencas, y análisis de la validez de las metodologías empleadas. El resultado de estas actividades es el que se presenta en esta Memoria que completa la Memoria parcial del año hidrológico 2009 ya entregada. La presentación de esta Memoria da cumplimiento a las responsabilidades del CITA suscritas en el convenio CHE-CITA y especificadas en las cláusulas tercera y cuarta de dicho convenio Metodología El control experimental de los retornos del riego en cinco sub-cuencas de la cuenca del Ebro se ha basado en la obtención de datos de campo y su análisis posterior, en un proceso que incluye las siguientes fases (1) Instrumentación de las estaciones, (2) Toma de datos en campo, (3) Recopilación de datos necesarios para la realización de los balances, y (4) Balances de agua, sales y nitrógeno en cada cuenca. La metodología seguida, según se detalla más adelante en esta memoria, incluye y da cumplimiento a las actuaciones previstas en la cláusula segunda del convenio CHE-CITA En particular, siguiendo el orden de las actuaciones previstas en el convenio: 1- Se han instalado equipos tomamuestras en las estaciones de la red de aforo de la CHE del B co de Valcuerna en Candasnos (EA nº 231) y Clamor Amarga en Zaidín (EA nº 225) y se han seguido tomando datos en las instaladas en las tres 28

31 estaciones incluidas en convenios anteriores. Desde 2010, la empresa Sigma Ingenieros Consultores S.L. se hace cargo del mantenimiento y recogida de datos en la estación del Arba-Tauste, así como de la elaboración del informe de esa cuenca. De acuerdo con lo recogido en el convenio, los equipos instalados en Arba-Tauste y Valcuerna-Candasnos pertenecen a la CHE. En todas las muestras diarias tomadas en las cinco estaciones (excepto en Arba-Tauste a partir de 2010) se han analizado la CE y la concentración de nitrato en el laboratorio de la Unidad de Suelos y Riegos del CITA. 2- Además de las muestras de agua diarias tomadas por los equipos automáticos se han tomado otras muestras de entrada a las zonas de estudio o en puntos interiores a las mismas cada 21 días o cada mes. En todas las cuencas, el muestreo ha sido realizado por el CITA y los análisis por la CHE. Además, la CHE realizó en Alcanadre y Clamor Amarga un muestreo periódico mensual a través de la red SAICA. 3- Todos los análisis se realizaron para los periodos previstos en el punto 3 de la cláusula segunda del Convenio, aunque este informe solo presenta los análisis efectuados hasta final del año hidrológico 2010 (septiembre de 2010). Los datos posteriores se emplearán en el informe del próximo Convenio Se han analizado los datos de sales y nitrógeno en las aguas de salida y de entrada de cada zona de estudio, y se han elaborado los balances hídricos, de sales y de nitrógeno (este último aproximado). Se han cuantificado las masas exportadas de sales y nitrógeno por unidad de superficie regada. Se han recopilado los datos necesarios para los balances de agua, sales y nitrógeno: volúmenes de riego, aguas residuales, entradas por fertilización, etc. Por otro lado, con los análisis de fósforo total (PT) efectuados por la CHE en las aguas de salida de las cuencas con una periodicidad aproximadamente mensual, se han cuantificado las concentraciones y masas exportadas de PT. 5- Se han extraído las conclusiones relevantes en cuanto a la significación de los resultados y la validez de la metodología empleada. Finalmente, se han presentado las conclusiones generales acerca del impacto sobre el medio hídrico de las actividades agrarias en estas cuencas Estructura del informe El informe se ha estructurado en un resumen ejecutivo que sintetiza los resultados y conclusiones obtenidas, una introducción y metodología generales, y un 29

32 análisis individual de las cuencas de estudio que comprende su descripción, metodología específica, resultados y discusión, y conclusiones. A partir de este análisis, se presenta un capítulo final de conclusiones generales y validez de la metodología empleada que incluye un análisis comparativo de los balances (agua, sales y N) y de las prácticas de fertilización, finalizando con una propuesta de mejoras metodológicas. El informe contiene asimismo un listado de las referencias bibliográficas citadas, un listado de las abreviaturas utilizadas, y una serie de Anexos que recogen información detallada sobre los modelos de encuesta de riegos y fertilización, meteorología, caudal, conductividad eléctrica, y concentraciones de nitrato y fósforo total en los puntos de salida, riego (cantidad y calidad), y otras entradas (depuradoras, usos industriales, aportes directos de canales). El detalle de los Anexos se recoge en el Índice del informe. 30

33 2. Metodología general 2.1. Balance de agua Un balance de agua conlleva medir o estimar todas las entradas y salidas de un determinado volumen de control (el sistema) durante un periodo de tiempo determinado. Tanto el sistema como el periodo de tiempo al que se aplica el balance deben estar claramente definidos para que la variación en el contenido de agua del sistema a lo largo del periodo se corresponda con la diferencia entre las entradas y salidas de agua durante el mismo. Este trabajo aborda el seguimiento de zonas regables comprendidas dentro de una cuenca hidrológica, normalmente aguas abajo y a menor cota que los canales principales, en las que la mayoría de las salidas de agua de drenaje se producen a través de un único colector superficial, lo que simplifica su medición. Para cada una de las zonas de estudio, el sistema comprende el conjunto del suelo y la zona no saturada correspondientes a la superficie regable, el acuífero superficial que se recarga con el riego de esa superficie y descarga a la red de drenaje superficial, y el volumen de agua en dicha red. Los límites laterales del sistema son los límites de la zona regable, normalmente definidos por los canales principales de riego y el contorno de la cuenca hidrológica. El límite superior es la superficie del suelo y el límite inferior viene definido por la capa impermeable sobre la que descansa el acuífero conectado al riego y al drenaje (Fig. 2.1). Cuenca hidrológica Límite de la cuenca hidrológica Red principal de riego Superficie de secano Zona de estudio: SISTEMA Zona no saturada Acuífero superficial Colector de drenaje Superficie regada Sustrato impermeable Estación de aforo y muestreo Figura 2.1. Representación esquemática del sistema sobre el que se realizan los balances de agua, sales y N en el conjunto de la unidad hidrológica. 31

34 Las entradas principales al sistema son el Riego (R) y la Precipitación (P). Dado que el riego se mide en las tomas de los canales principales, es necesario considerar como salidas del sistema cualquier merma en el volumen de riego que se produzca después de la detracción, como las Pérdidas por Evaporación y Arrastre (PEA) en riegos por aspersión o la conducción de parte del agua detraída fuera de la cuenca de estudio. Los caudales superficiales y subterráneos que entran en la zona regable constituyen las Entradas Laterales al sistema (EL). Otra entrada es los Aportes de los Canales (AC) debidos a la apertura de almenaras para vaciado de los canales principales y mantenimiento de las alturas de servicio o vertidos ocasionales en los aliviaderos. Otra entrada menor son los volúmenes de agua servidos para Usos Urbanos e Industriales dentro de las zonas de estudio (AUrb). Una posible entrada que no se contabiliza fácilmente son las Filtraciones de los Canales principales (FCan), que sólo ha sido estimada en La Violada. Es importante señalar que las filtraciones y pérdidas operacionales en la red secundaria de riego no se consideran entradas al sistema, puesto que el agua en la red secundaria ya se ha contabilizado como entrada, al medirse R en las tomas de los canales principales. Las tres entradas EL, AC y AUrb se consideran entradas menores y se incluyen en el término Otras Entradas (OE). Estas entradas llegan directamente a la red de drenaje sin pasar por el sistema (el conjunto del volumen de zona no saturada y el acuífero superficial que drena por el sistema de drenaje). En cambio, las FCan se incorporan, al menos parcialmente, al acuífero superficial y contribuyen a la movilización de sales del sistema, por lo que no se incluyen en el término OE (es decir, no se descontarán del caudal de salida a la hora de determinar las sales y N exportados del sistema). Las salidas principales del sistema son la Evapotranspiración Real (ET r ) de los cultivos y el Caudal de salida por el colector de drenaje (Q). Las PEA, junto con el agua de riego detraída por las tomas de la zona de estudio y utilizada en otra cuenca hidrológica y las posibles salidas subterráneas constituyen el término Otras Salidas (OS). En este informe, la única componente incluida en el término OS ha sido PEA. Las entradas menores del balance (OE) consideradas en cada cuenca son diferentes según sus características, y se han estimado con metodologías diferentes a partir de los datos disponibles. Los términos principales del balance (R, P, Q y ET r ) se han medido o estimado de forma similar en todas las cuencas, pero se basan en series de datos meteorológicos específicos en cada zona. La ET r se ha estimado mediante un balance diario de agua en el suelo en el que las observaciones meteorológicas y las superficies de cada cultivo por comunidad de regantes (CR) se agrupan de un modo característico en cada zona de estudio. 32

35 La metodología propia de cada zona de estudio, en cuanto a las OE que se consideran y su forma de cálculo y en cuanto a los detalles del balance de agua en el suelo, se describen en un apartado de metodología específica dentro del estudio de cada cuenca. El resto de esta sección describe la metodología común para todas las cuencas de estudio. La ecuación general del balance de agua para los sistemas estudiados puede escribirse como: W = R + P + OE - (Q + ET r + PEA) (1) donde W es la variación del contenido de agua en el sistema. Las entradas de agua al sistema son: R, volumen de riego; P, precipitación; OE, otras entradas posibles, diferentes para cada cuenca, tal como se desarrolla específicamente en el capítulo de cada cuenca. Y las salidas consideradas son: el caudal en el punto de drenaje a la salida de cada cuenca, Q; la evapotranspiración real de los cultivos, ET r ; y las pérdidas por evaporación y arrastre, PEA. El contenido de agua en cada sistema (W) no se ha medido, pues implica el seguimiento de la altura de agua en el acuífero (y el conocimiento de sus características: potencia y porosidad) y del contenido de agua en los suelos regados, lo que no es factible a gran escala sin una carga de trabajo adicional muy elevada. Asumiendo que el contenido de agua al principio de cada año hidrológico es sensiblemente similar, para el período de un año hidrológico es aceptable considerar que W = 0, por lo que la diferencia entre los demás términos de la ecuación (1) se puede tomar como una indicación del error de cierre del balance Entradas de agua En cuanto a los volúmenes de riego (R), las oficinas de Huesca y Monzón de la CHE han facilitado los volúmenes mensuales suministrados a cada comunidad de regantes (CR) a través de las tomas de los canales principales dentro de cada zona de estudio, así como los volúmenes mensuales destinados a usos urbanos e industriales (AUrb). Para las CR que no se encuentran ubicadas íntegramente dentro de la cuenca, el valor mensual de R se ha prorrateado por la fracción de la CR comprendida en la cuenca. Las CR consideradas en cada cuenca y su porcentaje de superficie interior a la misma se presentan en las secciones de metodología específica. La precipitación (P) se ha recogido de las estaciones meteorológicas de la red SIAR dentro de, o próximas a, cada cuenca, que se presentan en los apartados de metodología específica. Además de P, en las estaciones meteorológicas de cada cuenca se han tomado los datos de temperatura (T) para la caracterización de las zonas y de ET 0 para el balance de agua en el suelo (además de la humedad relativa, 33

36 HR, y la velocidad del viento, V, necesarias para el cálculo de las PEA). En la cuenca de la Clamor Amarga se han utilizado además estaciones de la Xarxa Agrometeorològica de Catalunya (XAC). El término Entradas Laterales (EL) incluye en la cuenca del Alcanadre las entradas de los ríos Isuela, Flumen, Guatizalema y Alcanadre. En la cuenca del B co de La Violada, se han considerado las entradas subterráneas (ES) y superficiales (ESC, escorrentía) del secano de la cuesta de Almudévar, estimadas por separación del hidrograma. En la cuenca del B co de La Valcuerna sólo se han estimado las entradas superficiales (ESC, con la misma metodología que en La Violada) y en la Clamor Amarga no se han considerado entradas laterales, al realizarse los balances por primera vez en En la Clamor Amarga, la superficie de secano de la cuenca es relativamente reducida (el 33% de la superficie total) y previsiblemente también lo son sus aportes. Por el contrario, en el B co de la Valcuerna, la superficie de secano representa el 85% de la cuenca, con lo que sus aportes (superficiales o subterráneos) pueden ser importantes. El resultado del balance de agua de 2010 en esta cuenca será indicativo de la importancia de esos aportes. Las aguas para usos urbanos e industriales (AUrb), aunque muy inferiores a los volúmenes de riego, requirieron una mayor elaboración. Para los núcleos urbanos de Aragón con estaciones depuradoras, se emplearon como aportaciones los volúmenes mensuales de salida de las estaciones depuradoras facilitados por el Instituto Aragonés del Agua (IAA). Para los núcleos sin estación depuradora, los volúmenes mensuales aportados por retornos urbanos se asumieron como el 80% de los volúmenes mensuales servidos para usos urbanos facilitados por la CHE (Hernández, 1992). Se consideró también que los retornos de aguas industriales (información disponible por CR, no por municipios) tenían el mismo coeficiente de retorno (80%) que se aplicó a todas las aguas detraídas para uso industrial en cada cuenca de estudio, incluso de las detraídas en municipios con tratamiento de aguas residuales, asumiendo implícitamente que la mayor parte de las aguas para uso industrial (principalmente para explotaciones ganaderas) no están tratadas. Los AC se establecieron a partir de los datos de manejo de almenaras y altura de agua en los canales facilitados por el Sistema Automático de Información Hidrológica (SAIH) de la CHE y de la información sobre la geometría de las almenaras y aliviaderos en los canales principales, obtenidas a través del personal de los servicios de explotación de las oficinas de la CHE de Tardienta, Monzón y Barbastro. Los aliviaderos operativos y almenaras utilizadas en cada zona se presentan en cada apartado de metodología específica. Los AC sólo se calcularon para aquellos aliviaderos y vertederos para los que se disponía de información de la SAIH, que 34

37 incluyen aquellos por los que más frecuentemente se producen vertidos, pero no son todos los presentes en cada canal. Para el cálculo de estos vertidos se han utilizado los datos de altura de agua en los limnígrafos situados inmediatamente aguas arriba de las compuertas o aliviaderos (las lecturas L1 de la bases de datos de la SAIH). Tanto las alturas de agua como las aperturas de las compuertas de cada almenara (las lecturas C2 o C3 de las bases de datos de la SAIH) se han promediado diariamente y los caudales de vertido se han calculado por tanto por días. Cada almenara consta normalmente de dos o tres compuertas y ocasionalmente un aliviadero lateral (en el Canal del Cinca) o sifones que desaguan a una altura fija (Canal de Aragón y Cataluña). Frecuentemente, las alturas L1 se mantienen constantes y con un nivel muy bajo durante periodos largos en los que las compuertas están abiertas, lo que indica que se trata de aguas estancadas en el fondo de los canales que no llegan a verter por las compuertas abiertas. Por eso, para cada almenara esta altura se ha descontado de la altura real de vertido. La ecuación de vertido para las compuertas varía según que la altura de la lámina de agua en el canal (Z, tomado como la lectura L1) sea mayor (funcionamiento como compuerta sumergida) o menor (funcionamiento como vertedero de pared ancha) que la apertura de la compuerta (A C ), tomando la forma: Q = 0 si Z H min Q = 1,9 B (Z H min ) 3/2 si H min < Z A C (2) Q = 0,637 B A C [2 g (Z - H min A C /2)] 1/2 si Z > A C donde Q es el caudal de vertido en m 3 /s, H min es la altura mínima por debajo de la cual el vertido se considera nulo para esa almenara (en m), B es la anchura de la compuerta (m), Z la altura de la lámina de agua medida en L1 (m), A C la apertura de la compuerta (dato C2 o C3, en m) y g el valor de la aceleración de gravedad (9,81 m/s 2 ). En el caso de los aliviaderos, el caudal de vertido viene definido por la longitud del labio (L) y su altura sobre la solera (H V ) y depende solamente de que la altura de agua en el canal (Z) sea mayor o menor que H V : Q = 0.6 (2/3) L (2 g) 1/2 (Z H V ) 3/2 si Z > H V (3) Q = 0 si Z H V con L, Z y H V en m y Q en m 3 /s. Las filtraciones de canales (FCan) sólo se han calculado en La Violada tal como se expone en la sección de metodología específica. Otro término menor, la contribución subterránea del secano exterior al regadío sobre el caudal del barranco (ES), también se ha calculado únicamente en La Violada como ya se ha comentado (metodología específica). 35

38 Salidas de agua Los caudales de salida (Q) se han obtenido en las estaciones de aforo situadas a la salida de cada cuenca de estudio y han sido facilitados por el Servicio de Aforos y Estadística de la CHE. En este trabajo se han empleado los datos de caudales medios diarios elaborados por la CHE. Las estaciones de la red foronómica que se han utilizado en cada cuenca se presentan en la Tabla 2.1. Tabla 2.1. Estaciones de aforo de la red de CHE empleadas para determinar el caudal de salida en las cuencas de estudio. Estación de aforo (EA) Zona de estudio Denominación Nº Arba Río Arba en Tauste 060 Violada Barranco de La Violada en La Pardina 230 Alcanadre Río Alcanadre en Ballobar 193 Clamor Amarga Clamor Amarga en Zaidín 225 Valcuerna Barranco de La Valcuerna en Candasnos 231 El caudal total de salida de una zona regable medido en la estación de aforos (Q) no se origina íntegramente en la zona regada, puesto que las OE proceden del exterior del regadío y se incorporan directamente a la red de drenaje (EL y AC) o no circulan a través de la superficie regada del sistema (AUrb). Por ello, el caudal que realmente procede de la superficie regada, que llamaremos flujos de retorno de riego, se ha estimado como: Q* = Q - OE (4) Esta separación entre Q y Q* es necesaria para establecer la masa de sales y de N procedentes exclusivamente del regadío, puesto que las masas aportadas por OE no proceden de las presentes en el suelo y sub-suelo del sistema (en el caso de las sales) ni de los fertilizantes aplicados al mismo (en el caso del N) y no puede considerarse, por tanto, que tengan su origen en el regadío. A efectos de comparación entre las distintas cuencas, los volúmenes de agua y las masas de sales y N de entrada y salida se han dividido por la superficie regada de cada año. Así se obtienen unos flujos relativos por unidad de superficie regada (en mm) que permiten comparar la magnitud del riego o de los retornos de las distintas cuencas. Esta aproximación referida al balance de la superficie regada, menor que la regable, desprecia la contribución de la superficie no cultivada en cada año, lo que es razonable para el nivel de aproximación de estos balances a escala grande (miles de 36

39 ha) dada la menor magnitud de las entradas totales a la superficie no regada y la proporción relativamente baja de superficie no cultivada dentro de la zona de estudio. Un balance más completo debería incluir también el balance de agua en el suelo para la superficie no regada en cada año, que en general, daría lugar a un drenaje adicional. En el caso de La Violada en 2009, la superficie consignada como cereal de invierno en regadío en la CR de Almudévar fue muy elevada, pero en realidad no se regó debido a las obras de transformación del sistema regable que se estaban produciendo. Para no excluir la contribución de esa superficie, dado que su contribución al drenaje total no es despreciable, se llevó a cabo el balance de agua sobre la misma considerando un riego nulo. El cálculo de la evapotranspiración real (ET r ) y las PEA se ha efectuado mediante un balance de agua diario basado en las propiedades de los suelos y datos meteorológicos y de cultivo de cada cuenca. Por su complejidad e importancia dentro del balance de agua, este apartado se expone en el subapartado siguiente. La meteorología de cada zona se ha caracterizado mediante una serie de estaciones meteorológicas de la red SIAR del MARM y de la Xarxa Agrometeorològica de Catalunya (XAC) del Servei Meteorològic de Catalunya. La información sobre cultivos se ha obtenido de las declaraciones de la PAC en las Comunidades Autónomas de Aragón y Cataluña (facilitadas por la Dirección General de Producción Agraria del Departamento de Agricultura y Alimentación de la Diputación General de Aragón y por la Comunidad General de Regantes del Canal de Aragón y Cataluña) Cálculo de la ET r y las PEA: balance de agua en el suelo El cálculo de la ET r se basó en un balance diario de agua en el suelo, que permite obtener además la PEA (a partir de ecuaciones empíricas y datos meteorológicos únicamente), el volumen de drenaje (D) y la precipitación efectiva (P ef ) o fracción del agua de lluvia que es utilizada por los cultivos y contribuye a la ET r. Este balance de agua pretende recoger fundamentalmente el efecto del tipo de riego (inundación o aspersión) y de las prácticas de riego (la frecuencia entre riegos y las dosis de riego) sobre la ET de los cultivos, ya que la forma de aplicar los riegos puede dar lugar a déficits hídricos importantes, especialmente en riego por gravedad, con lo que el uso de la ET c (calculada únicamente a partir de datos meteorológicos y de cultivo) resultaría en una sobreestimación de la ET r. Los balances pretenden además incorporar las propiedades hídricas reales de los suelos y la meteorología de los años de estudio. Por ello, los balances se realizaron sobre unidades de trabajo con 37

40 un mismo manejo del riego, mismas propiedades de los suelos y una misma meteorología. Agrupación de las CR en zonas de igual meteorología y fenología: Unidades de trabajo Dentro de una zona de estudio, las CR se agruparon en unidades de trabajo que integraban a las comunidades con una meteorología similar (caracterizada por una de las estaciones meteorológicas) y unas condiciones de desarrollo de los cultivos (fenológicas) semejantes, caracterizadas por los valores propios (esencialmente duración de las fases de cultivo) de una de las comarcas agrícolas definidas por Martínez-Cob et al. (2004). Para ello, a cada CR se le asigno la serie de datos (P, ET 0, HR y V) de la estación meteorológica más cercana a su centroide y la duración de las fases de cultivo correspondiente a la comarca agraria en la que se encuentra. Cada grupo de CR con la misma asignación de datos meteorológicos y fenológicos, constituye una unidad de trabajo. Definición del riego en cada unidad de trabajo El tipo de riego dominante en cada CR o el porcentaje de superficie regado por inundación, aspersión y goteo en cada CR fueron facilitados por las comunidades generales de regantes o por las oficinas de la CHE. Las prácticas de riego (dosis de riego en mm, intervalo entre riegos en días y fecha del primer riego) se obtuvieron de las encuestas realizadas para conocer el manejo de los cultivos (tratamientos fitosanitarios, fertilización y riego; Anexo 2.1) y de la información facilitada por las comunidades generales de regantes y las CR de base. Con esos valores para cada cultivo, se confeccionaron calendarios medios de riego. Del número de riegos del calendario medio y las dosis establecidas por las encuestas resulta un volumen de riego para cada cultivo (mm) que multiplicado por la superficie de cada cultivo dentro de las CR de una unidad de trabajo supone un volumen total de riego (en m 3 ). Este volumen de riego teórico resultante de las prácticas establecidas por las encuestas (R E ) se comparó con el volumen de riego mensual servido a cada unidad de trabajo (suma de los volúmenes mensuales de riego de las CR incluidas en la unidad, R) y el número y las dosis de riego se modificaron para que R E resultase similar o ligeramente inferior a R. De este modo el riego empleado en los balances de agua en el suelo (R E ) resulta prácticamente igual al riego facturado en el sistema (R). En la realización de estos ajustes se prefirió que R E R, puesto que se asume que parte del volumen detraído para riego, R, no llega de hecho a las parcelas (en sistemas de riego por superficie con distribución por acequias) sino que se pierde como filtraciones. La superficie regada por goteo (únicamente empleado en riego de frutales y viña en la cuenca de la Clamor Amarga) y la superficie de arroz han tenido un tratamiento 38

41 especial en el cálculo de la ET r y en el ajuste de R E y R. En arroz se asumió que ET r = ET c (es decir, no existe déficit hídrico al ser un cultivo regado en continuo) y el volumen asignado al riego del arroz fue en cada unidad de trabajo el que resultó de las encuestas o el que facilitaron las CR como característico de la zona (entre y m 3 /ha). En riego por goteo, se pueden conocer los intervalos de aplicación (generalmente diarios) y las dosis, pero no suele haber datos de volúmenes totales. Por ello se asumió que las necesidades de los cultivos estaban satisfechas y que la eficiencia de aplicación era del 90%; así el volumen asignado al riego por goteo se establecía a priori a partir de la ET c calculada ese año como (ET c 0,75 P) / 0,9; aproximándose la precipitación efectiva como P ef = 0,75 P. Estas cantidades se descontaron de R antes de ajustar la R E del resto de los cultivos al riego facturado, R. Características de los suelos Las propiedades hídricas de los suelos de cada unidad de trabajo necesarias para realizar los balances se tomaron de trabajos previos disponibles y de medidas efectuadas en algunas CR durante la ejecución de este trabajo. Estas medidas consistieron en sondeos con barrena en los que se tomaron muestras de cada horizonte identificado en el suelo y se midieron los parámetros necesarios. A cada unidad de trabajo se le asignaron los valores medios de todos los sondeos ubicados dentro de sus CR. El balance de agua en el suelo requiere conocer la capacidad de almacenamiento de agua del suelo. Esta capacidad, el agua útil (AU), viene definida por la diferencia entre los contenidos de humedad a capacidad de campo (CC) y punto de marchitez permanente (PM) (expresados como fracción sobre peso de suelo seco), la profundidad de la zona radicular (Z R en mm) considerada la misma para todos los cultivos, la fracción de elementos gruesos en el suelo (EG, en volumen) y la densidad aparente del suelo (D a, g/cm 3 ), según la ecuación: AU (mm) = (CC PM) Z R (1 EG) D a (5) Las propiedades de los suelos utilizadas en cada unidad de trabajo se detallan junto con su procedencia en las secciones de metodología específica de cada cuenca. Datos meteorológicos y de cultivo Dentro de cada CR, la superficie de cada cultivo se obtuvo de las declaraciones de la PAC. Para cada cultivo dentro de una unidad de trabajo se tomó la duración de las etapas de desarrollo establecidas por Martínez-Cob et al. (2004) para su comarca agraria. Los valores de los coeficientes de cultivo (K c ) para cada cultivo se tomaron del manual 56 de la FAO (Allen et al., 1998). 39

42 Los valores de evapotranspiración de referencia (ET o ) se tomaron directamente de los facilitados por las estaciones de las redes SIAR y XAC. Además se utilizaron los datos medios diarios de precipitación (P), humedad relativa (HR) y velocidad del viento a 2 m de altura (V) de esas estaciones, necesarios para el cálculo del balance (P) y de las PEA (HR y V). En el caso de riego por aspersión, el volumen de agua de riego que llega al suelo en cada riego es la dosis de riego menos las PEA que se calcularon mediante la ecuación empírica propuesta por Salvador (2003): PEA (%) = 20,34 + 0,214 V 2 2, HR 2 (6) con V en m/s y HR en %. Esta ecuación permite distinguir entre riego nocturno y diurno en el cálculo de las PEA, con solo introducir los valores de V y HR correspondientes a la media del día o de la noche. Este punto puede ser importante dada la diferencia de V durante el día (generalmente mucho mayor) y la noche. Las estaciones de la red SIAR y XAC presentan al menos los valores medios, máximos y mínimos diarios de ambas variables, con las que se pueden generar estimas medias de V y HR durante el día y la noche. No obstante, en la mayoría de las CR no se ha podido establecer si el riego dominante se produce durante el día o la noche, con lo que la influencia de la variable riego diurno/nocturno no se ha podido tener en cuenta en este trabajo, aunque se espera poder incorporarla en los años siguientes. Balance de agua en el suelo El balance utilizado se basa en la metodología FAO para el cálculo de la ET (Allen et al., 1998) y considera como entradas de agua al suelo el riego (en las fechas y con las dosis establecidas en el calendario medio, R E ) y la precipitación (P) y como salidas la evapotranspiración real (ET r ) y el drenaje por debajo de la zona radicular (D). En el caso de riego por aspersión, el riego que llega al suelo es R E PEA. El balance de agua se efectuó de un modo diferente para el periodo en que domina la transpiración de los cultivos (fases de crecimiento, máximo desarrollo y envejecimiento de los cultivos) y el que domina la evaporación desde el suelo (periodo sin cultivo y primera fase de desarrollo del cultivo). Durante el periodo con presencia de cultivo desarrollado en el suelo, el procedimiento empleado es el siguiente: Las entradas en un cierto día, R E (o R E PEA en riego por aspersión) y P, se suman al contenido de agua al inicio de ese día. El exceso de esa suma sobre CC se toma como drenaje en ese día (D). Con el contenido de agua en el suelo después de considerar R E, P y D, se calcula el coeficiente de 40

43 estrés K S, según que el contenido de agua esté por encima o por debajo del agua fácilmente extraíble por el cultivo calculada a partir de su fracción de agotamiento (relación entre el agua fácilmente extraíble y la capacidad de retención de agua del suelo, específica de cada cultivo) (Allen et al., 1998). En el periodo sin cultivo y para la primera fase de cultivo, el balance se realiza únicamente sobre los 15 cm superficiales del perfil. Previamente, se calcularon la K c correspondiente al suelo desnudo (K c SD ), el agua evaporable total (AET) y la fácilmente evaporable (AFE) teniendo en cuenta el intervalo entre eventos de humectación (precipitación o riego) y la magnitud en mm de esos eventos, siguiendo la metodología FAO (Allen et al., 1998). El balance de agua incorpora R E y P uniformemente al conjunto del perfil y asigna el exceso sobre CC en todo el perfil a D y un coeficiente de estrés K S en la capa superficial según que el contenido de agua resultante en la capa superficial sea superior o inferior al AFE (Allen et al., 1998). Durante la primera fase de cultivo, se siguió el mismo procedimiento, pero además se asignó un coeficiente de evapotranspiración basal específico de cada cultivo (K cb ini ) de modo que el coeficiente de cultivo para la fase inicial de cultivo es K c SD + K cb ini. El calendario de riego medio se incorporó con ligeras modificaciones (adelanto o retraso de unos días, supresión o retraso de algún riego si coincidía con lluvias fuertes) siempre respetando el intervalo mínimo entre riegos en riego por superficie (parámetro que depende del sistema de distribución) hasta obtener un calendario que maximizaba la ET r obtenida. Una vez determinado ese calendario óptimo, el balance se repite en riego por superficie (para todos los cultivos excepto la alfalfa) desplazando ese calendario desde 5 días antes hasta 4 días después, es decir, en total se efectúan 10 balances para cada cultivo. En riego por aspersión, al ser la frecuencia de riego diaria o casi diaria (en el periodo de máximas necesidades de los cultivos) no se efectuó este desfase del calendario de riegos. La ET r y D obtenidas en cada uno de esos balances se ponderó asignando un mayor peso a los balances centrales, asumiendo que la mayor parte de los regantes intentan regar en torno al calendario óptimo establecido. La Figura 2.2 muestra los balances de agua efectuados para un mismo cultivo en riego por superficie y riego por aspersión y los resultados obtenidos. En el cultivo de alfalfa y para los frutales regados por inundación solo se calculó la ET r para el cultivo plenamente desarrollado (no en el primer año de plantación) y no hay por tanto una fase inicial de desarrollo del cultivo. Para la alfalfa y los frutales, el periodo de no cultivo se corresponde con el de parada vegetativa en invierno. En el caso de la alfalfa se han tomado coeficientes de cultivo variables según los días transcurridos después de un corte (el número y fechas aproximadas de los cortes se 41

44 obtuvieron de las encuestas efectuadas). Además, para la alfalfa los calendarios de riego se adaptaban a las fechas de los cortes. El número de calendarios de riego simulados ha sido de 15 y en riego por aspersión se han desplazado los calendarios por la mayor variabilidad en el coeficiente del cultivo (K c ) derivada de los cortes a lo largo de la estación de riego. R, ETc y ETr (mm) (a) R ETc ETr D P EfR = 79,5% DH = 13,1% D y P (mm) 0 0 R, ETc y ETr (mm) (b) R ETc ETr D P EfR = 97,8% DH = 4,0% /10 1/11 1/12 P y D (mm) 1/01 1/02 1/03 1/04 1/05 1/06 1/07 1/08 1/09 0 Figura 2.2. Cálculo de la ET r del maíz para el año hidrológico 2010 en la zona de La Violada en riego por inundación (a) y por aspersión (b): Riego (R), Evapotranspiración del cultivo (ET c ), Evapotranspiración real (ET r ), Precipitación (P) y Drenaje (D); Eficiencia de riego (EfR) y déficit hídrico (DH) para el periodo de cultivo. Este balance de agua en el suelo permite además estimar la precipitación efectiva (P ef, necesaria para el cálculo de los índices de calidad del riego) diariamente como la fracción de P que contribuye a la ET r a partir del contenido inicial de agua en el suelo (W 0 ), el riego (R) y la precipitación (P) diarios y la capacidad de campo (CC) mediante la ecuación: 42

45 P ef = P si W 0 + P + R < CC P ef = P (CC W 0 ) / (R + P) si W 0 + P + R > CC (7) en los días con presencia de P o con R y P, para el resto P ef = 0. Opciones y limitaciones del modelo empleado Este balance es capaz de integrar el efecto de las propiedades del suelo y de las prácticas de riego propias de cada unidad de trabajo sobre la ET r. Sin embargo, la capacidad de retención de agua de los suelos de la zona de estudio se ha determinado sólo de una manera aproximada a partir de un número limitado de observaciones en campo y de datos basados en estudios previos, normalmente localizados en zonas pequeñas. Por ello, las estimas de ET r pueden mejorar en el futuro conforme se vayan realizando sobre unidades de trabajo con suelos de características más homogéneas y mejor definidas (aunque no son esperables cambios grandes sobre el valor calculado). Las prácticas de riego en las unidades de trabajo son el punto más sensible del balance de agua en el suelo, puesto que son el punto que determina en mayor grado el aprovechamiento del agua de riego. Éstas sí han podido incorporarse al balance efectuado, al considerar tanto el tipo de riego (inundación o aspersión) como sus características (dosis e intervalo entre riegos) en el cálculo de la ET r. No obstante, la metodología propuesta no recoge el efecto de la falta de uniformidad del riego ni la existencia de prácticas de riego muy alejadas de las dosis e intervalos medios (como puede ocurrir en suelos de escasa CC, donde presumiblemente los riegos serán más frecuentes, en la medida que lo permita la red de riego). La metodología empleada tampoco es capaz de considerar la posible contribución de la capa freática a la ET de los cultivos, que puede ser importante en zonas de capas freáticas elevadas ocasionalmente presentes en algunas zonas de estudio. El posible efecto de la salinidad sobre la ET r (estrés salino) tampoco está contemplado en este modelo Índices de calidad del riego Uno de los objetivos de este estudio es relacionar la contaminación de las aguas superficiales debida al regadío con las prácticas agronómicas y de manejo del riego en particular en cada cuenca. Ello requiere caracterizar el riego en cada cuenca en cuanto al aprovechamiento del agua, la magnitud del uso consuntivo y el grado de satisfacción de las necesidades de los cultivos. 43

46 Para ello se han empleado cuatro indicadores que pueden calcularse a partir de los términos del balance de agua agregados obtenidos en cada cuenca, así como para cada una de las unidades de trabajo sobre las que se realiza el balance de agua. Los índices empleados son: ETr Pef Eficiencia de riego: EfR = 100 (8) R ETr +PEA Fracción consuntiva: FC = 100 (9) R +P Q * Fracción de drenaje: FD = 100 (10) R + P ETc ETr Déficit hídrico: DH = 100 ET La EfR expresa la fracción del agua de riego aplicada que es evapotranspirada (despreciando el uso del agua almacenada en el suelo por los cultivos). La FC es la relación entre el agua evapotranspirada más las PEA y las entradas totales en cada sistema. Puesto que solo el agua evapotranspirada deja de estar disponible para otros usos en la cuenca del Ebro (es la única pérdida global de agua), este término coincide con la depleted fraction definida por Molden (1997). La FD es la fracción de las entradas al regadío que se exporta a través del drenaje (flujos de retorno de riego), equivalente a la fracción no consuntiva de las entradas. Los términos FC y FD se expresan como fracción del agua que entra a (o sale de) la superficie regada, no al sistema total que incluye los cursos de agua; es decir, se excluyen las OE tanto en las entradas (en los denominadores) como en las salidas de drenaje (flujos de retorno de riego, Q* = Q OE). Estos índices se han calculado en cada zona para la estación de riego (ER, de abril a septiembre) y para todo el año hidrológico (AH). La utilización de FC y FD para la ER tiene la limitación de que parte del drenaje del agua de entrada, R + P, durante la ER puede drenarse o ser transpirada en los meses siguientes; es decir, se puede incurrir en un error al no considerar la capacidad de almacenamiento de agua en el sistema y el tiempo de residencia del agua en el mismo. Para el conjunto del AH, este error se reduce puesto que los contenidos de agua en el sistema son sensiblemente similares al comienzo de cada AH. El DH es la fracción de la demanda consuntiva de los cultivos (ET c ) que no es satisfecha en cada cuenca (ET c ET r ). El DH está relacionado con la reducción del rendimiento respecto del máximo potencial de los cultivos (Doorenbos y Pruitt, 1977). En este caso, la extensión de tiempo para la que se ha calculado el índice se ha elegido en función del cultivo, considerando para los cereales de invierno solamente el c (11) 44

47 periodo de abril a junio (puesto que la ET r de los meses de verano se produce después del periodo de cultivo y no contribuye a la ET r del cultivo). Los componentes del DH se obtienen directamente de los datos meteorológicos y de cultivo (ET c ) y del balance de agua en el suelo (ET r ) Balance de sales La masa de sales transportada por unidad de tiempo en cada flujo de agua considerado se ha calculado como el producto del caudal, la concentración (sólidos disueltos totales, SDT en mg/l) y el correspondiente factor de conversión de unidades. En el caso del caudal de salida de la zona (Q), la concentración de sales se ha determinado en muestras tomadas diariamente mediante equipos tomamuestras automáticos en las estaciones de aforo de cada cuenca. En estas muestras se midió la conductividad eléctrica a 25ºC (CE, en ds/m). Las medidas de CE se convirtieron a SDT mediante las ecuaciones de regresión lineal establecidas para cada cuenca con datos de este trabajo o de años anteriores que se presentan en las secciones de metodología específica. La masa de sales diaria en el caudal de salida (SQ) se calcula como: SQ (Mg/día) = 0,0864 Q (m 3 /s) SDT (mg/l) (12) Los valores perdidos de SDT se interpolaron entre los valores inmediatamente anteriores y posteriores. Los demás flujos de agua no se muestrearon diariamente. Para R, AC y EL se realizaron muestreos mensuales o se utilizaron resultados mensuales de CHE, según se expone en las metodologías específicas. En todas las cuencas de estudio se asignó el mismo valor de SDT a AUrb y P. Se consideró que los SDT de las aguas residuales urbanas e industriales equivalen a 500 mg/l, valor característico de aguas de contaminación media (Hernández, 1992). Los SDT de P se establecieron a partir de 70 muestras tomadas en la estación meteorológica de AEMET y CHE de la granja de Almudévar (nº 9-489; en la zona de La Violada) entre junio de 2007 y junio de 2009 que dieron un valor medio de CE P = 0,04 ds/m. Esta CE se convirtió a SDT mediante el factor típico de 640, resultando unos SDT medios en el agua de lluvia SDT P = 27,3 mg/l. Para evitar el efecto de algunas muestras de concentración muy elevada, posiblemente contaminadas, se tomó la media recortada al 20%. El balance de sales ( S) es la diferencia entre las sales que entran al sistema con el riego (SR), la precipitación (SP) y las entradas laterales (SOE) y las que se 45

48 exportan por la red de drenaje (SQ). Este índice tiene una interpretación más interesante si se considera que también equivale a la masa de sales exportada de los suelos y el subsuelo regados (SQ* = SQ - SOE) menos la masa de sales que entra en ellos (SR + SP); y representa la masa total de sales extraída del sistema regado: S = SR + SP SQ* = SR + SP (SQ SOE) (13) Las masas totales de la ecuación anterior se presentan divididas por la superficie regada (S regada ) en cada cuenca para facilitar la comparación entre años y entre distintas cuencas Índices de contaminación por sales El indicador más claro de la contaminación salina inducida por el regadío en cada cuenca es la masa de sales exportada en los flujos de retorno de riego (SQ*) dividida por la superficie regada en la zona (masa de sales por unidad de superficie o carga): SQ * (Mg) MSu= (14) S (ha) regada El índice MSu (Mg/ha) permite comparar las exportaciones netas de sales en los flujos de retorno de riego entre distintas cuencas, poniendo de relieve la presencia de sales en cada una de ellas y, en combinación con otros índices, el efecto de la movilización de las sales por el regadío. MSu se ha calculado para la estación de riego (ER), la de no riego (ENR) y el año hidrológico (AH), si bien parte de las sales exportadas en algún periodo pueden corresponder a las aportadas durante el periodo anterior (muy particularmente, parte de las sales aportadas por el agua de riego durante la ER, sobre todo en septiembre, pueden salir del sistema al comienzo de la ENR, en octubre, con el vaciado progresivo del acuífero superficial, con lo que el índice produce una información más completa si se considera agregado para todo el AH). La relación entre la masa neta de sales en los flujos de retorno de riego (SQ*) y la masa de sales total de entrada a los suelos regados (SR + SP) constituye el índice de balance de sales (IBS): Masa sales salida netas SQ SOE IBS = = = Masa sales entradas SR + SP SQ * SR + SP que indica si a lo largo de un periodo se ha producido una acumulación (IBS < 1) o una exportación (IBS > 1) neta de sales en el sistema. El IBS se ha calculado para la ER, ENR y AH, aunque la exportación neta de sales en el AH es la que resulta imprescindible para que no se acumulen sales en el sistema, ya que una acumulación de sales durante la ER (IBS < 1) puede compensarse con una exportación mayor durante la ENR (IBS > 1). (15) 46

49 El factor de concentración del riego y la precipitación (FCRP) es la relación entre los SDT en los flujos de retorno de riego y los SDT en los flujos de entrada a los suelos regados (R + P). La salinidad de las entradas se calcula mensualmente como la media ponderada por los volúmenes de la salinidad de R y de P (la de P se ha tomado constante para todos los meses, pero los SDT de R se han muestreado mensualmente). La ecuación para el cálculo del FCRP es: SDT caudal neto de salida SDT(Q*) FCRP = = (16) SDT riego + precipitación SDT(R + P) El FCRP representa la magnitud de la concentración que sufre el recurso original (R + P) después de ser utilizado para satisfacer las necesidades de los cultivos y la posible meteorización de minerales en el suelo Balance de nitrógeno Para cada flujo de agua considerado en cada cuenca, la masa de N transportada por unidad de tiempo se obtiene como el producto del caudal, la concentración de N medida en ese flujo y el correspondiente factor de conversión de unidades. Para la masa de N en el caudal de salida (NQ), la frecuencia de muestreo fue diaria, obteniéndose NQ como: NQ (kg N/día) = 86,4 Q (m 3 /s) [N-NO 3 ] (mg/l) (17) donde [N-NO 3 ] es la concentración de nitrógeno nítrico (concentración de nitrato expresada como N). Los valores perdidos de [N-NO 3 ] se interpolaron entre los valores inmediatamente anteriores y posteriores. En las estaciones en que resulta conveniente, NQ se ha presentado en Mg/día en lugar de en kg/día. En todas las estaciones se midieron (aproximadamente cada mes) otras dos formas de N inorgánico: amonio (NH 4 ) y nitrito (NO 2 ) pero en ninguna estación resultaron relevantes, salvo en la Clamor Amarga. Por ello, en la Clamor Amarga la masa de N exportada incluye la masa de N amoniacal (N-NH 4 ) según se expone en su apartado de metodología específica. La masa de N aportada con R y EL se obtiene como el producto de los volúmenes mensuales de riego por la concentración medida en cada canal o cauce de entrada con frecuencia mensual muestreada por la CHE (metodologías específicas) excepto en La Violada, donde se utilizaron procedimientos y muestreos específicos. A los AC se les asignó la misma concentración de N que a R. La concentración de N en el agua de lluvia se determinó en las 70 muestras mencionadas de Almudévar, en las que se midieron NO 3 y NH 4. Las concentraciones 47

50 medias (recortadas al 20%) resultaron de [NO 3 ] P = 0,92 mg/l y [NH 4 ] P = 0,14 mg/l, que equivalen a un contenido de N medio total en el agua de lluvia de N P = 0,32 mg/l. La concentración de N total media mensual en las aguas de retorno de las depuradoras fue facilitada por el IAA. Para los municipios sin tratamiento de las aguas residuales, se asignó una concentración de N total en los retornos igual al N total medio en las entradas a las depuradoras de su zona de estudio (datos del IAA). El balance de N incluye además otros términos no vinculados a entradas o salidas de agua: los aportes por fertilización (NF), la fijación simbiótica del N atmosférico (NFS) y las extracciones de los cultivos (NC). El término NF se ha determinado a través de encuestas a los agricultores de cada área de trabajo, como se describe en el apartado siguiente. En esas encuestas se estableció también el rendimiento medio de los cultivos, que multiplicado por los contenidos medios de N en los productos cosechados (tomados de la literatura, Tabla 2.2) permitió calcular la masa de N extraído por las cosechas. El N contenido en los residuos de cosecha (paja de cereales y maíz principalmente) no se consideró como una salida ya que las encuestas permitieron establecer que la práctica general en las zonas de estudio es reincorporarlos al suelo o emplearlos en la alimentación del ganado, en las explotaciones locales. La extracción de la cosecha para un determinado cultivo se obtiene como el producto de su contenido en N (N C ) por su rendimiento (Rdto, kg N/Mg producto cosechado) y por la superficie que ocupa (S), con la conversión de unidades adecuada: NC (Mg) = 0,001 N C (kg N/Mg) Rdto (Mg/ha) S (ha) (18) Tabla 2.2. Contenidos medios de N en los productos cosechados empleados en los balances de N. Fuente: Orús y Sin (2006); para alfalfa y hierba, Domínguez (1984). Cultivo Extracción (kg N/Mg producto cosechado) Maíz 28 Alfalfa 27,5 Cereal (trigo y cebada) 25 Hierba 27,5 Frutales 3 Arroz 22 Girasol 50 Guisante 12,5 Sorgo 35 Viña 7 Otros (veza) 50 48

51 La fijación simbiótica se ha estimado aproximadamente a partir de la superficie cultivada de alfalfa, el cultivo capaz de fijar N de mayor implantación en las áreas de estudio, asumiendo que el 66% del N contenido en la alfalfa se encuentra en la parte aérea (exportada con la cosecha) y que todo el N aplicado como fertilizante o fijado por el cultivo se encuentra en la planta, es decir, que no hay pérdidas de N en el cultivo de alfalfa (Rauschkolb y Hornsby, 1994): NC = 0,66 (NF + NFS) (19) donde NC es el N extraído por los cultivos, NF el aplicado en la fertilización, y NFS la fijación simbiótica, expresados en kg N/ha. De esta relación se tiene que la masa total de NFS en cada zona de estudio viene dada por: NFS (Mg) = 0,001 [NC(kg N/ha) / 0,66 - NF(kg N/ha)] S alfalfa (ha) (20) La ecuación del balance de N resultante es: N = (NR + NP + NF +NFS + NOE) (NQ + NC) (21) Como en los balances de agua y de sales, todos los términos se expresan también por unidad de superficie regada (kg N/ha regada) para permitir la comparación entre años y cuencas Determinación de la fertilización nitrogenada La fertilización nitrogenada se estableció a través de encuestas a los agricultores en cada una de las cuencas de estudio. El Anexo 2.1 presenta los modelos de las encuestas realizadas. Las encuestas se realizaron principalmente a agricultores individuales, a los que se preguntaba sobre la fertilización de alguna parcela concreta (o del conjunto de su explotación si no podían dar una información más detallada de parcelas concretas). En algunos casos, especialmente para cultivos importantes en cuencas donde no se estaba obteniendo una información suficiente sobre algún cultivo, se encuestó al personal de las cooperativas agrarias de la zona. En esos casos, las respuestas podían referirse a las prácticas generales de manejo del cultivo (caso del maíz en Valcuerna) o a prácticas específicas de algún agricultor para algún cultivo (frutales en la Clamor Amarga) gestionadas por la cooperativa. Todas las preguntas del cuestionario del Anexo 2.1 se hacían explícitamente en la entrevista, incidiendo especialmente en las prácticas de fertilización orgánica en las que los errores en el porcentaje de agricultores que recurren a ella puede dar lugar a un error elevado en los resultados (porque el patrón de aplicación de los abonos orgánicos es más irregular: sólo un porcentaje relativamente bajo de agricultores aplica cantidades en general muy elevadas de N). 49

52 Para los abonos orgánicos se emplearon los contenidos de N medios para cada tipo de abono en Aragón recopilados por Iguacel (2006) (Tabla 2.3). El contenido de N de los abonos minerales viene determinado por su fórmula (abonos complejos N-P-K) o es conocido. En los casos de formulaciones atípicas o mezclas de compuestos, se recabó la información necesaria en las cooperativas agrarias. Tabla 2.3. Contenido de N de los distintos tipos de fertilizantes orgánicos. Fuente: Iguacel (2006). Fertilizante orgánico Kg N/Mg Estiércol de ovino 6,7 Purín de cerdo 5,5* Estiércol de vacuno 2,4 Gallinaza 10,5 * Contenido medio de N del purín de cerdos de cebo, que es el tipo de explotación dominante en las zonas de estudio. Las encuestas permitieron conocer las aplicaciones que se efectúan para cada cultivo (presiembra, coberteras y aportaciones de abono orgánico), el porcentaje de agricultores que efectúan cada una de esas aplicaciones (f) y la cantidad total de N que se aporta en cada aplicación (NA, kg N/ha). La cantidad total de N aportado en cada aplicación (a) viene dada por f NA (kg N/ha) y la cantidad total de N aplicada a ese cultivo (NF i ) resulta de su suma para todas las aplicaciones: NF i (kg N/ha) = a (f a NA a ) (22) En cada cultivo se ha distinguido también ente el N de origen orgánico (aportado en las aplicaciones de estiércol o purín) y el de origen mineral. La cantidad total de N aportado por fertilización (NF) dentro de una cuenca de estudio resulta de la suma para todos los cultivos (i) del N aportado por hectárea (NF i, kg N/ha) multiplicado por la superficie del cultivo (S i, ha): NF (Mg) = 0,001 i (NF i S i ) (23) Finalmente, se ha analizado el N producido por la cabaña ganadera presente en cada cuenca de estudio. Puesto que no se disponía de la ubicación de las explotaciones y la información (facilitada por el Departamento de Agricultura y Alimentación del Gobierno de Aragón y de la Generalitat de Catalunya) venía dada por municipios, ésta se ha analizado para el conjunto de los municipios presentes en cada zona y también prorrateada por la fracción de la superficie de cada municipio presente en cada zona de estudio. Esta información se ha comparado con los resultados de las 50

53 encuestas sobre aplicación de N orgánico, como método de contraste de los resultados de las encuestas, al asumir que los residuos ganaderos producidos en las explotaciones de una zona se emplean para la fertilización de los cultivos de la zona, y especialmente, de los cultivos de regadío Índices de contaminación por N El término NQ*/S regada es la masa unitaria de N exportada de la zona regable (MNu), el principal término empleado para comparar la contaminación por N inducida por las distintas zonas de estudio: NQ * (Mg) MNu= S (ha) regada Respecto al aprovechamiento de N, se han seleccionado tres índices que relacionan las salidas netas de N en los flujos de retorno de riego (NQ* = NQ NOE) con las entradas por fertilización (NF), la suma de las entradas a los suelos regados (fertilización y fijación simbiótica: NF + NFS) y las entradas totales de N al sistema (N Entradas = NR + NP + NF + NFS + NOE): NQ* / NF (25) NQ* / (NF + NFS) (26) NQ* / N Entradas (27) Asumiendo que todo el N presente en las salidas netas se origina dentro del sistema y procede de la fertilización nitrogenada, la relación NQ* / NF representaría la magnitud relativa de las pérdidas del N aplicado como fertilizante en el conjunto del sistema. La complejidad del comportamiento del N hace que parte de NQ* pueda proceder del N mineralizado o que parte de NF sea lavado como N mineral después del periodo considerado, etc. con lo que la relación NQ* / NF es sólo una primera aproximación al valor de las pérdidas de fertilizante nitrogenado. Los otros dos índices dan la magnitud de las salidas de N en los flujos de retorno de riego respecto a las entradas totales de N a los suelos regados (NF + NFS) y respecto al N total que se mueve a través del sistema (caracterizado por las entradas totales: N Entradas = NF +NFS + NOE). (24) 2.4. Concentraciones y masas de fósforo en las aguas de retorno Las concentraciones de fósforo total (PT, mg/l) se han determinado en las estaciones del B co de La Violada, Alcanadre en Ballobar, Clamor Amarga en Zaidín y B co de La Valcuerna en Candasnos en muestras tomadas cada 21 días por el CITA y analizadas en el laboratorio de la CHE. Los valores de PT expresados como < 0,09 51

54 (inferiores al límite de cuantificación) se han tomado como la mitad de ese valor: PT = 0,045 mg/l. Es de señalar que este límite de cuantificación está por encima de los umbrales de riesgo de eutrofización (0,02 mg/l; Sharpley y Rekolainen, 1997) y del umbral indicativo para la vida de especies salmonícolas (0,07 mg/l; UE, 2006), las más sensibles a la eutrofización. Por otro lado, la concentración de fosfato (PO 4 ) solo se midió en el año 2009 en las estaciones de Clamor Amarga y Valcuerna, por lo que se ha optado por no presentarlos. Con este plan de muestreo se dispone únicamente de una o dos medidas de concentración al mes a partir de las cuales se han calculado las masas exportadas de PT (PQ) como el producto de la concentración media mensual y la suma de los caudales medios diarios para cada mes, con el factor de conversión de unidades adecuado: PQ (kg P/mes) = 86,4 mes Q (m 3 /s) PT (mg/l) (28) En las estaciones en que resulta conveniente PQ se ha presentado en Mg/mes. La masa exportada de fósforo estimada no tiene la misma precisión que las masas de sales y nitrógeno ya que se calcula a partir de un número de muestras mucho menor. Por ello, la información sobre concentraciones y masas exportadas de fósforo se presenta en un apartado diferente en cada cuenca. 52

55 3. Cuenca del Arba De acuerdo con el convenio CHE-CITA , en este apartado se recogen únicamente los resultados de las salidas de la zona regable del Arba durante el AH 2009 (apartado 3.1) y la caracterización de las aguas de salida y entrada (apartado 3.2) que ya se habían presentado en el informe parcial del convenio. El balance del sistema del Arba del año hidrológico 2010 ha sido realizado en ese año por la empresa Sigma Ingenieros Consultores S.L Caracterización de las salidas Caudales Las aguas de salida de los regadíos de la cuenca del Arba se recogen en la estación del Arba en Tauste (EA nº 260). Todos los valores diarios registrados de caudal medio diario (Q md ), CE y NO 3 se recogen en los Anexos 3.1. Los estadísticos de los Q md se presentan en la Tabla 3.1. Al contrario que en otros años estudiados (excepto 2005), Q md es superior en la ENR que en la ER, probablemente debido a la falta de datos de Q md en la ENR (octubre-noviembre) y al Q md muy alto en enero-marzo (Fig. 3.1). Los caudales fueron muy elevados en primavera (abril) y elevados en eneromarzo debido a las precipitaciones estacionales. Contrariamente a otros años, Q md desciende suavemente durante la ER a partir de mayo (Fig. 3.1). Tabla 3.1. Cuenca del Arba. Arba en Tauste (EA nº 260): estadística básica del caudal medio diario (Q md ) en la estación de no riego (ENR: octubre a marzo), estación de riego (ER: abril a septiembre) y año hidrológico 2009 (AH: octubre a septiembre). Q md (m 3 /s) ENR ER AH Máximo 17,1 28,9 28,9 Mínimo 3,2 2,8 2,8 Media 8,1 7,0 7,4 Mediana 8,0 5,9 6,2 CV (%) Nº observ El Q md medio fue de 7,4 m 3 /s para el AH, con un valor máximo de 28,9 m 3 /s originado por escorrentías de precipitación en abril de 2009 y un valor mínimo a finales de septiembre de 2009 (2,8 m 3 /s), aunque también hay un periodo de caudal base 53

56 bajo a finales de noviembre de La variabilidad (medida por el CV) es incluso mayor en la ER que en la ENR debido a las precipitaciones que se reflejaron en la gran crecida de abril de 2009 y en otras menores en mayo, junio y septiembre (Tabla 3.1; Fig. 3.1) oct-08 nov-08 dic-08 ene-09 feb-09 mar-09 abr-09 may-09 jun-09 jul-09 Qmd (m 3 /s) ago-09 sep-09 oct-09 5 CE (ds/m) oct-08 nov-08 dic-08 ene-09 feb-09 mar-09 abr-09 may-09 jun-09 jul-09 ago-09 sep-09 oct NO3 - (mg/l) oct-08 nov-08 dic-08 ene-09 feb-09 mar-09 abr-09 may-09 jun-09 jul-09 ago-09 sep-09 oct-09 Figura 3.1. Cuenca del Arba. Arba en Tauste (EA nº 260): valores diarios de caudal medio (Q md ), conductividad eléctrica (CE) y concentración de nitrato (NO 3 - ) en el año hidrológico Las líneas rojas horizontales representan niveles tolerables y máximos de aptitud del agua para riego (CE: 0.7 y 3.0 ds/m) y de aptitud para consumo humano (NO 3 - : 25 y 50 mg/l) Concentraciones de sales (CE) y nitrato (NO 3 - ) Los estadísticos de CE en la ENR, ER y AH se presentan en la Tabla 3.2. También contrariamente a otros años (como ocurre con Q md ), la CE es mayor en la ER 54

57 (2,4 ds/m) que en la ENR (2,2 ds/m), aunque presenta mayor variabilidad en la ENR por la caída sostenida de diciembre a marzo (Fig. 3.1). Todas las observaciones superaron el umbral de 0,7 ds/m (ninguna restricción de uso para riego) y fueron algunas más las observaciones que superaron el límite de 3,0 ds/m (restricciones severas de uso para riego) en la ENR (el 11% de las observaciones) que en la ER (el 6%). Todas las observaciones oscilaron entre 1,0 ds/m y 4,1 ds/m. Tabla 3.2. Cuenca del Arba. Arba en Tauste (EA nº 260): estadística básica de la CE diaria en la estación de no riego (ENR: octubre a marzo), estación de riego (ER: abril a septiembre) y año hidrológico 2009 (AH: octubre a septiembre). CE (ds/m) ENR ER AH Máximo 3,4 4,1 4,1 Mínimo 1,0 1,1 1,0 Media 2,2 2,4 2,3 Mediana 2,2 2,6 2,5 CV (%) Nº de observ Nº > 0,7 ds/m (% Total) Nº > 3,0 ds/m (% Total) Las concentraciones de nitrato oscilaron entre 6,5 mg/l (mínimo registrado en abril durante una crecida) y 55,8 mg/l, también registrados durante la ER, aunque hay un periodo largo de valores igual de altos en octubre de 2008 (Tabla 3.3; Fig. 3.1). 55

58 Tabla 3.3. Cuenca del Arba. Arba en Tauste (EA nº 260): estadística básica de la - concentración de NO 3 diario en la estación de no riego (ENR: octubre a marzo), estación de riego (ER: abril a septiembre) y año hidrológico 2009 (AH: octubre a septiembre). NO - 3 (mg/l) ENR ER AH Máximo 55,2 55,8 55,8 Mínimo 14,6 6,5 6,5 Media 33,2 38,4 35,9 Mediana 29,7 40,2 37,8 CV (%) Nº de observ Nº > 25 mg/l (% Total) Nº > 50 mg/l (% Total) La media de NO 3 fue algo superior en la ER (38,4 mg/l) que en la ENR (33,2 mg/l) y más variable durante la ENR por las mismas razones que la CE. El nivel indicativo de 25 mg/l se superó más veces durante la ER (90% de las observaciones) que durante la ENR (69%), pero el nivel máximo admisible de 50 mg/l se superó más frecuentemente durante la ENR (16% de las observaciones) que durante la ER (4%). La concentración media de NO 3 durante todo el AH fue de 35,9 mg/l (Tabla 3.3) Masas exportadas de sales y nitrógeno En la Figura 3.2 se presentan las masas diarias de sales y N circulantes por la estación del Arba en Tauste a lo largo del año hidrológico Para la estimación de las masas exportadas, los caudales perdidos durante la ENR de 2009 (Fig. 3.1) se estimaron a través de la regresión lineal entre las alturas de agua en la estación del Riguel en Sabinar (EA nº 273; aguas arriba del Arba en Tauste) y los caudales en el Arba en Tauste en los días con datos de caudal en Tauste durante la ENR de 2009: Q Arba Tauste (m 3 /s) = 25,58 H Rigel Sabinar (m) 4,51 [R 2 = 0,67]. Esta regresión era la que presentaba un mejor ajuste y una serie de datos más completa entre las ensayadas con estaciones de aforo próximas al Arba en Tauste. 56

59 2000 MS (Mg/dia) oct-08 nov-08 dic-08 ene-09 feb-09 mar-09 MN-NO3 - (Mg/dia) abr-09 may-09 jun-09 jul-09 ago-09 sep-09 oct oct-08 nov-08 dic-08 ene-09 feb-09 mar-09 abr-09 may-09 jun-09 jul-09 ago-09 sep-09 oct-09 Figura 3.2. Cuenca del Arba. Arba en Tauste (EA nº 260): valores diarios de masa de sales (MS) y masa de nitrato (MN-NO 3 - ) exportadas en el año hidrológico La masa total de sales exportada por el Arba en Tauste a lo largo del AH 2009 fue de Mg, prácticamente la mitad en cada estación. La masa total de N exportado como nitrato también fue prácticamente igual en la ER y la ENR y ascendió a Mg para el AH (Tabla 3.4). En términos unitarios, la masa anual de sal exportada ascendió a 5,8 Mg/ha, y la de nitrato exportado a 29,2 kg/ha, en ambos casos con valores sensiblemente parecidos en las estaciones de riego y no riego. 57

60 Tabla 3.4. Cuenca del Arba. Arba en Tauste (EA nº 260): masas de sales (SQ) y de nitrógeno nítrico (NQ, masa de N-NO 3 - ) totales y por unidad de superficie regada en la estación de no riego (ENR: octubre a marzo), estación de riego (ER: abril a septiembre) y año hidrológico 2009 (AH: octubre a septiembre). ENR ER AH Masas totales exportadas SQ (Mg) NQ (Mg) Masas totales exportadas por unidad de superficie regada MSu (Mg/ha) 2,95 2,85 5,80 MNu (kg/ha) 14,3 14,9 29, Caracterización química del agua de salida (Arba en Tauste) y de las entradas laterales a la cuenca del Arba en el AH 2009 La Tabla 3.5 recoge los análisis iónicos completos realizados en la estación del Arba en Tauste durante la ER de Las aguas del Arba en Tauste presentaron, como en otros años, un carácter clorurado-sulfatado-bicarbonatado-sódico-cálcico (concentraciones en meq/l de Cl > SO 4 > HCO 3 > 25% y concentraciones en meq/l de Na > Ca > 25%). La salinidad estuvo dominada por Cl (9,0 meq/l) y Na (11,9 meq/l) aunque las concentraciones de los demás iones principales también fueron elevadas (SO 4 = 7,5 meq/l; HCO 3 = 6,4 meq/l; Ca = 6,5 meq/l; Mg = 5,5 meq/l) (Tabla 3.5). Tabla 3.5. Cuenca del Arba. Arba en Tauste (EA nº 260): análisis iónico completo en la estación de riego 2009 (ER: abril a septiembre). Fecha ph CE HCO 3 - CO 3 2- SO 4 2- Cl - NO 3 - P PO 4 3- Ca 2+ K + Mg 2+ Na + (ds/m) mg/l /04/09 8,2 1, ,21 0, /05/09 8,2 2, ,16 0, /06/09 8,1 2, ,23 <0, /07/09 8,2 2, ,11 0, /08/09 8,1 2, ,13 0, /09/09 8,3 2, ,13 0, Media 8,2 2, ,16 0,

61 La Tabla 3.6 recoge la CE y el NO 3 - medidos en las estaciones de entrada a la cuenca del Arba durante la ER de Los valores son bajos y algo superiores en el río Riguel que en el Arba de Luesia y Arba de Biel. Tabla 3.6. Cuenca del Arba. Arba en Tauste (EA nº 260). Aguas de entrada a la cuenca: conductividad eléctrica (CE, ds/m) y concentración de nitrato (NO 3 -, mg/l) en la estación de riego 2009 (ER: abril a septiembre). Punto de muestreo Arba de Biel en Erla (EA 187) Arba de Luesia en Biota (EA 155) Riguel en Sádaba (EA 186) Fecha muestreo CE (ds/m) NO - 3 (mg/l) 22/04/09 0,47 2,6 29/06/09 0,66 4,3 21/09/09 0,38 2,4 22/04/09 0,41 2,2 29/06/09 0,64 5,4 21/09/ /04/09 0,74 7,6 29/06/09 0,79 11,2 21/09/09 0,60 9,0 59

62 4. Cuenca de la Violada 4.1. Descripción de la zona de estudio La zona regable de La Violada se localiza en la parte baja de la cuenca del B co de La Violada aguas arriba de la estación de aforo de La Pardina (EA nº 230 de la CHE; punto D-14 en la Fig. 4.1). La cuenca está descrita ampliamente en convenios anteriores (CHE, 2006, 2007, 2009), por lo que solo se presenta una caracterización general de la zona regable y del clima en los años de estudio. La superficie de la cuenca aguas arriba de D-14 es de ha y la superficie limitada por los canales de Monegros, La Violada y Santa Quiteria de unas ha. La zona regable se encuentra entre esos tres canales y ocupó en unas ha, algo más que en años anteriores, tras concluir las obras de modernización del regadío. El polígono de La Violada se localiza a 42º 02 N 0º 36 W y entre 345 y 410 m de altitud. La zona regable de La Violada forma un sistema cerrado, con una capa de margas impermeables subyacente (Faci et al., 1985; ITGE, 1995) y una cuenca muy estrecha en el punto de salida, que permite que la práctica totalidad del drenaje se recoja por el punto D-14. El clima en La Violada es según la clasificación de Thornthwaite seco subhúmedo, con un exceso moderado de agua en invierno, con un valor alto de eficacia térmica (mesotérmico) que está moderadamente concentrada en verano (C 1 - B 2 -d-b 4 ) y según la clasificación de Köppen, se trata de un clima templado húmedo con verano seco y caluroso (Csa). Los valores medios mensuales de temperatura (T), precipitación (P) y evapotranspiración de referencia Penman-Monteith (ET 0 ) del periodo se presentan en el informe del convenio de (CHE, 2009). Los valores medios anuales del período son 480 mm (precipitación), 13,3 ºC (temperatura) y mm (ET 0 -Hargreaves). En los años de estudio la T media anual fue muy similar a la media histórica ( ) mientras que la P de 2009 resultó algo superior y la de 2010 muy próxima a la media histórica (Tabla 4.1). En 2009 el máximo otoñal de P se presenta en octubre (94,7 mm) mientras que en primavera se reparte entre abril y mayo con una P muy alta en esos dos meses (148,2 mm). El máximo otoñal de P en 2010 se adelantó a septiembre de 2009 (62,8 mm). Las precipitaciones de primavera en 2010 fueron bajas (98,2 mm en abril-mayo-junio), con un pico apenas perceptible adelantado a marzo (46,7 mm). Las elevadas precipitaciones de abril y mayo de 2009 favorecieron el cultivo de cereal de invierno sin necesidad de riego (cultivo dominante en ese año debido a las obras de transformación del regadío). Las temperaturas medias de 60

63 diciembre-febrero fueron algo inferiores a la media histórica ( ) y las de junioseptiembre algo superiores, si bien se mantuvieron por debajo de las medias de los últimos años ( ; CHE, 2009). Figura 4.1. Cuenca de La Violada. Cuenca hidrográfica del B co de La Violada y zona regable de La Violada con la localización de las estaciones meteorológicas, puntos de muestreo, estación depuradora y almenaras consideradas en este trabajo. 61

64 Tabla 4.1. Cuenca de La Violada. Precipitación (P), temperatura media (T) y evapotranspiración de referencia Penman-Monteith (ET 0 ) mensual y anual de los años hidrológicos 2009 y Elaboración propia a partir de los datos de la red SIAR. Mes P (mm) T (ºC) ET 0 (mm) P (mm) T (ºC) ET 0 (mm) Octubre 94,7 13, ,8 15,3 93 Noviembre 51,4 6, ,1 9,4 39 Diciembre 55,4 4, ,8 4,9 27 Enero 24,5 3, ,3 4,4 32 Febrero 13,6 6, ,7 4,5 40 Marzo 27,0 9, ,7 7,8 77 Abril 74,8 11, ,9 12,6 105 Mayo 73,4 18, ,7 15,0 158 Junio 13,3 22, ,6 19,7 178 Julio 3,8 24, ,2 24,7 224 Agosto 43,5 24, ,0 22,9 193 Septiembre 62,8 19, ,4 17,7 117 Anual 538,2 13, ,3 13, Las propiedades de los suelos de La Violada necesarias para la realización de los balances de agua en el suelo se han promediado para toda la zona regable a partir de los datos de Playán et al. (2000) y se presentan en la Tabla 4.2. En general, dominan los suelos de textura limosa o franco limosa, aunque con diferencias entre los fondos de valle a lo largo de los desagües principales (profundos, de textura fina y sin elementos gruesos) y los suelos desarrollados sobre los glacis en la parte norte-centro de la zona regable (de textura más gruesa, menor profundidad y mayor volumen de elementos gruesos) (CHE, 2006). Tabla 4.2. Cuenca de La Violada. Valores medios de densidad aparente (Da), capacidad de campo (CC), punto de marchitez permanente (PM) y profundidad del suelo en 97 puntos de la cuenca de la Violada. Nº muestras Da (g/cm 3 ) CC (% peso) PM (% peso) Profundidad (mm) 97 1,263 0,283 0, La superficie en regadío de la zona de estudio corresponde mayoritariamente a la CR de Almudévar (91%), y con una parte mucho menor a las CR de Tardienta (8%) y Gurrea (1%) (Tablas 4.3 y 4.4). Las obras de transformación del regadío en la CR de Almudévar (CRA), que concluyeron en 2009 (2010 es el primer año con riego por aspersión en la CR de Almudévar) son responsables de la gran superficie sin cultivo 62

65 en el sistema, consignada en la Tabla 4.3 como superficie en transformación. El cambio del sistema de riego da lugar a una superficie regada muy baja en 2009 (950 ha, apenas el 22% de la superficie total) que distorsiona los resultados obtenidos por unidad de superficie y obliga a considerar la contribución de la superficie no regada (en particular de la superficie dedicada a cereales de invierno, Tabla 4.3) al caudal total por el punto de salida D-14. Según la información facilitada por la CRA, en 2009 los cereales de invierno no se regaron en esa CR y tampoco los frutales ni otros cultivos (forrajeras, veza). Buena parte de los agricultores que ya tenían el nuevo sistema de riego (desde el año anterior) optaron por el cultivo de girasol. La buena precipitación primaveral de 2009 permitió obtener rendimientos satisfactorios en los cereales. En 2010, el nuevo sistema de riego estaba ya totalmente implantado y se regó una superficie récord de ha, de ellas, ha en la CRA (Tabla 4.4). Como es usual en el primer año de la instalación de un sistema de tuberías enterradas, los agricultores optaron mayoritariamente por el cultivo de cereal de invierno en la CRA, evitando los cultivos de coste más elevado (particularmente maíz) ante posibles fallos del sistema y en espera de que los suelos estén correctamente asentados sobre las tuberías enterradas. Tabla 4.3. Cuenca de La Violada. Superficie ocupada por cada cultivo y en abandono en cada comunidad de regantes de base (CR) en la zona regable de La Violada en el año hidrológico 2009 (AH: octubre a septiembre). CI = cereal invierno; AL = alfalfa; MA = maíz; AR = arroz; GI = girasol; FR = frutales; OT = otros; TF = parcelas en proceso de modernización no cultivadas. CR CI AL MA AR GI FR OT TF TOTAL Superficie (ha) Almudévar (1) (1) 195 (1) Tardienta (3) (2) 346 Gurrea (2) 111 % Aspersión 0,0 0,0 1,0 0,0 7,3 0,0 0,0 0,0 8,3 % Inundación 4,4 7,3 1,2 0,2 0,2 0,0 0,7 0,0 13,9 % No regado 26,4 0,0 0,0 0,0 0,0 1,1 4,5 45,8 77,8 Total Regable (ha) Total (% Regable) (1) La superficie de cereal de invierno, frutales y otros cultivos en la CR de Almudévar no se regó en 2009 debido a las obras de transformación del sistema de riego, con lo que esta superficie en realidad debe contabilizarse como no regada. (2) Corresponde a la superficie no cultivada en las CR de Tardienta y Gurrea. (3) El arroz se ha incluido para la realización de balances de agua en la categoría otros cultivos. 63

66 Tabla 4.4. Cuenca de La Violada. Superficie ocupada por cada cultivo y en abandono en cada comunidad de regantes de base (CR) en la zona regable de La Violada en el año hidrológico 2010 (AH: octubre a septiembre). CI = cereal invierno; AL = alfalfa; MA = maíz; AR = arroz; GI = girasol; FR = frutales; OT = otros; NC = no cultivado. CR CI AL MA AR GI FR OT NC TOTAL Superficie (ha) Almudévar Tardienta Gurrea % Aspersión 60,4 5,8 8,6 0,3 4,8 1,3 7,1 2,9 91 % Inundación 3,5 1,4 1,0 0,1 0,0 0,0 0,8 1,9 9 Total Regable (ha) Total (% Regable) La transformación del regadío en la CRA ha tenido lugar en los dos últimos años (2008 y 2009), pero no es la única transformación en el sistema. A lo largo de los 10 últimos años se han ido operando una serie de transformaciones en el manejo y las infraestructuras del sistema que se recogen en el convenio de 2006 (CHE, 2007): eliminación de los riegos de huebra en el maíz (habituales en los años 90), eliminación de los vertidos directos de las acequias a los desagües (aguas de cola de acequias), construcción de balsas de regulación interna y construcción del nuevo Canal de La Violada, elevado y prácticamente libre de filtraciones. Las dos últimas balsas de regulación (Violada y Abariés) han entrado en servicio en 2010 con el nuevo sistema de riego y tienen una capacidad de 0,4 hm 3 (el doble que las 4 balsas operativas anteriormente: Matilero A y B, Artical y Colladas; Tabla 4.5). La balsa de Colladas se utilizó en 2005 (y en menor medida en 2006) para reutilización del agua de drenaje, bombeándola desde el B co de Artasona. El antiguo sistema de riego por inundación se caracterizaba por tablares de muy poca pendiente (0,5 ) y generalmente sin escorrentía al final de parcela. El riego se distribuía por turnos prácticamente fijos y con un intervalo de días. La capacidad de las acequias era limitada para los cultivos de mayores demandas (maíz y alfalfa) lo que daba lugar a tiempos de aplicación de riego altos y pérdidas muy elevadas por percolación, con una eficiencia media de aplicación del 62% (Faci et al., 2000; Playán et al., 2000). El sistema de riego tradicional tomaba agua (para el riego de la superficie de la CRA en el interior de la zona de la estudio) a través de 34 tomas (más 2 de la CR de Guerrea y 7 de la CR de Tardienta que siguen operativas). El nuevo sistema de riego se abastece a través de 6 tomas solamente, que alimentan a las balsas de regulación desde las que se efectúa el riego a presión de todo el sistema. Las características de las balsas del nuevo sistema de riego se presentan en la Tabla

67 Tabla 4.5. Cuenca de La Violada. Balsas de riego en la Comunidad de regantes de Almudévar: capacidad de almacenamiento, superficie regada, número de hidrantes servidos, tomas desde las que se abastece y año de entrada en servicio (datos para toda la CRA, no únicamente la parte interior a la zona de estudio). Balsa Abariés Artical Colladas Matilero A Matilero B Violada Volumen (m 3 ) Sup. regada (ha) * 1400 Nº de hidrantes * 101 Tomas M-15,7 M-10,1 Q-5 M-7,7 V-5,3/6 Año * La balsas Matilero A y Matilero B están comunicadas y funcionan conjuntamente. El nuevo sistema de riego está operado por telecontrol lo que simplifica enormemente la ejecución del riego frente a la situación anterior que requería la presencia del regante a cualquier hora del día o de la noche. El diseño de la red asegura un módulo mínimo de 2 L s -1 ha -1 (para parcelas menores de 9 ha el caudal del hidrante es de 18 L/s), siendo el caudal medio de los hidrantes de 27,2 L/s. La superficie media servida por cada hidrante es de 12,7 ha. Cada hidrante sirve entre 1 y 11 parcelas, con una media de 3,1 parcelas por hidrante. El sistema de riego dominante es la cobertura fija enterrada con tuberías de polietileno. Los aspersores están situados en un marco de 18x18 m al tresbolillo. El sistema actual permite aplicar un riego prácticamente a la demanda pues la demora máxima entre la solicitud de riego y la concesión por la CRA es de 2 días. Según trabajos de investigación del CITA actualmente en curso, la dosis de riego media es de unos 11 mm y la duración media de los riegos ronda las 1,50 horas. La presión en boquilla de los aspersores se encuentra entre 3,5-4,0 bar. Para los cultivos de mayor demanda (maíz y alfalfa) los agricultores riegan prácticamente todos los días a partir de junio (con algunos intervalos) y diariamente durante algunas semanas o cada pocos días en mayo. Aparentemente, el riego diurno predomina ligeramente sobre el nocturno, aunque en la mayoría de las parcelas supervisadas se practican ambos. Como paso previo a la modernización del regadío, en la CRA se efectuó la concentración parcelaria con la que un número importante de desagües a cielo abierto del sistema se convirtieron en tuberías enterradas. Una vez instalada la red de riego, los agricultores eliminaron las separaciones entre tablares de sus parcelas, con el fin de aprovechar esas superficies para cultivo. De esta manera se ha eliminado la nivelación efectiva del terreno existente con el antiguo sistema de riego (los tablares, de pendiente muy pequeña, estaban en general completamente rodeados de caballones que impedían la escorrentía). Una consecuencia posible de la eliminación 65

68 de la nivelación es la aparición de flujos de escorrentía mayores debidos a las precipitaciones o al riego (en caso de que se apliquen pluviometrías excesivas que superen la capacidad de infiltración del suelo). Un aumento de la escorrentía superficial podría reflejarse en un incremento de los sólidos en suspensión en el B co de La Violada y de los contaminantes más usualmente asociados a los sólidos en suspensión: fósforo y plaguicidas Metodología específica Balance de agua Las entradas de agua medidas en La Violada difieren de las de las otras zonas de estudio principalmente en que las entradas laterales no son conocidas como en el Alcanadre o el Arba (aunque se han estimado mediante separación del hidrograma) y en la presencia destacada de filtraciones de los canales (FCan). Los métodos empleados en La Violada se basan en estudios realizados durante una serie larga de años que permiten aproximar las entradas subterráneas (ES) y superficiales (ESC) del exterior mediante separación visual o química del hidrograma así como las FCan a partir de la superficie mojada de los canales. Las salidas en la cuenca de La Violada son esencialmente las mismas que en las otras cuencas: Q, ET r y PEA; con algunas particularidades en el cálculo de ET r en 2009 que se detallan a continuación Entradas de agua al sistema Riego: En La Violada, ninguna de las tres CR en la zona de estudio está incluida completamente en ella, por lo que los datos de riego se han elaborado por tomas, considerándose el 100% del volumen servido para las tomas cuya superficie regada se incluye completamente en la zona de estudio y prorrateando en las demás por el porcentaje de superficie interior a la zona de estudio (cuenca hidrológica del B co Violada), de la misma manera que se hizo en convenios anteriores (CHE, 2009). Los volúmenes de riego mensuales, y su calidad, se presentan en los Anexos 4.3. Precipitación: La estación meteorológica de la AEMET y la CHE en la Granja Escuela de Almudévar (nº 9-491) solo ofrecía durante 2009 datos de P agregados semanalmente (un problema que ya se presentó en 2008 y que se solventó empleando los datos de la estación de la red SIAR de Tardienta). Por otro lado, se constató que los datos de P de la estación de la red SIAR más próxima a la zona de trabajo (Tardienta) no mostraban una correlación adecuada con los caudales medidos en D-14 (es decir, las escorrentías que se registraron en D-14, en La Violada, en

69 no seguían a los episodios de precipitación en Tardienta). Por ello, se decidió completar la serie diaria de P en Almudévar a partir de la P de las 3 estaciones de la red SIAR más cercanas y situadas alrededor de la zona de Almudévar: Tardienta, Gurrea y Huesca. Para ello, se asignó como P en Almudévar en el día k-ésimo de la semana (P alm-k ) la fracción de la P semanal en Almudévar que correspondía a la fracción de precipitación caída en ese día en las otras 3 estaciones (P g-k, P h-k y P t-k ) sobre el total caído en ellas durante toda la semana: P alm k = 7 i=1 P 7 i=1 g i P alm i + P h i + P t i ( P +P + P ) Esta metodología se empleó para obtener las series de P de 2009 y 2010, aunque desde febrero de 2010 vuelven a estar disponibles las P diarias en la Granja Escuela de Almudévar. Otras Entradas: En La Violada, las OE consideradas en el balance incluyen las entradas superficiales o escorrentías procedentes del exterior de la zona regable (ESC) que se verifican a través de 3 barrancos principales (B co de Las Pilas, B co del Azud y B co Valdepozos; Fig. 4.1), las entradas subterráneas a través de los acuíferos aluviales asociados a esos barrancos (ES), los aportes directos desde el Canal de Monegros (AC) y las aguas residuales de Almudévar (AUrb). Las filtraciones de los canales de Monegros y Quiteria (FCan) (se asume que el nuevo canal elevado de La Violada no tiene filtraciones) no se consideran OE, pues no llegan directamente al barranco y sí movilizan sales y N del interior del sistema. Esto es porque se asume que FCan se incorpora, al menos parcialmente, al acuífero superficial (que es parte del sistema) y por tanto puede contribuir a lavar sales del mismo. Las ESC se han cuantificado descontando manualmente los picos del hidrograma atribuibles a escorrentías producidas por las lluvias (CHE, 2007) y las ES por separación del hidrograma basada en la distinta composición (en cuanto a CE y Cl - ) de las aguas procedentes de los canales (Q o ), las aguas de drenaje de la zona regable (Q d ) y las aguas subterráneas procedentes del secano al N del polígono de riego (Q g ) caracterizadas mediante el muestreo de la Fuente de Los Tres Caños (F3C; Fig. 4.1). Las puntos de muestreo de la red de drenaje interior de la zona regable empleados para establecer la calidad (CE y Cl - ) de Q d y el procedimiento para estimar la calidad media del agua de drenaje a partir de las muestras puntuales son los mismos que se usaron en el convenio de (CHE, 2009). La evolución de CE y Cl - a lo largo de los dos AH de estudio para cada una de las componentes (Q o, Q d y Q g ) y en el agua del B co de La Violada (D-14) se presenta en la Fig Los periodos g k h k t k 67

70 de máxima contribución de agua del canal (u otras componentes muy diluidas como la escorrentía) se reconocen por descensos fuertes de las concentraciones en D-14 (acercándose a la concentración de Q o ) y los periodos de contribución significativa de Q g por subidas en las concentraciones en D-14 (en los casos de mayor contribución, el Cl - en D-14 llega a ser superior al de Q d ). Las ES se calculan directamente como la proporción de agua en el B co de La Violada que procede del drenaje subterráneo del secano y por tanto no extraen sales del sistema y se incluyen en el término OE. 4 3 CMO F3C DES D-14 CE (ds/m) /10/08 1/11/08 1/12/08 1/01/09 1/02/09 1/03/09 1/04/09 1/05/09 1/06/09 1/07/09 1/08/09 1/09/09 1/10/09 1/11/09 Cl (mg/l) 1/12/09 1/01/10 1/02/10 1/03/10 1/04/10 1/05/10 1/06/10 1/07/10 1/08/10 1/09/ /10/08 1/11/08 1/12/08 1/01/09 1/02/09 1/03/09 1/04/09 1/05/09 1/06/09 1/07/09 1/08/09 1/09/09 1/10/09 1/11/09 1/12/09 1/01/10 1/02/10 1/03/10 1/04/10 1/05/10 1/06/10 1/07/10 1/08/10 1/09/10 CMO DES F3C D-14 Figura 4.2. Cuenca de La Violada. Evolución de la conductividad eléctrica (CE) y la concentración de cloruro (Cl) durante los años hidrológicos de estudio en las aguas de riego (Q o, CMO), de drenaje de la zona regable (Q d, DES), subterráneas del exterior del polígono de riego (Q g, F3C) y de las aguas del B co de La Violada a la salida de la zona regable (D-14). Los AC se calcularon según se describe en considerando las series de altura de agua (L1) inmediatamente aguas arriba de las almenaras y de apertura de las compuertas facilitadas por la red SAIH. Las almenaras que vierten al B co de La Violada desde el Canal de Monegros son 3 (Fig. 4.1; Tabla 4.6). Para la almenara de 68

71 Valdepozos (C055 en la red SAIH) no existen datos de apertura de compuertas ni de altura de agua, por lo que las ecuaciones del apartado se emplearon únicamente para las otras dos almenaras. No obstante, cuando la inspección del hidrograma revelaba crecidas no atribuibles a escorrentías (por ausencia de precipitaciones) y con el aspecto propio de los vertidos directos desde el canal pero que no se correspondían con aperturas de las otras 2 almenaras, estas crecidas se asignaron a aperturas de las compuertas de la almenara de Valdepozos y se descontaron directamente del hidrograma mediante una línea recta desde los valores de Q md anteriores al inicio de la crecida hasta los inmediatamente posteriores. Tabla 4.6. Cuenca de La Violada. Compuertas consideradas para el cálculo de aportes de los canales. Nombre Altura mínima (m) Compuerta Anchura (m) C053 Las Pilas 0,13 1 C054 Azud 0,07 1 C055 Valdepozos* 1 * El vertido por la almenara de Valdepozos no se calcula a partir de datos de la red SAIH sino por inspección visual del hidrograma en D-14. Las AUrb en La Violada corresponden a los vertidos urbanos de Almudévar (los vertidos menores de los núcleos de Valsalada, Artasona y San Jorge no se han contabilizado en este trabajo). El volumen mensual de los vertidos de la depuradora de Almudévar fue facilitado por el IAA. También se incluyó una contribución del 80% de los aportes para usos industriales por las tomas de la zona (datos de CHE). El balance de agua histórico ( ) en La Violada ha permitido comprobar que las FCan son una entrada de agua importante en la cuenca (Barros, 2011). Después de la reconstrucción en 2003 del Canal de La Violada elevado, estas filtraciones se producen esencialmente desde los canales de Monegros y S ta Quiteria. A partir del cierre del balance de agua histórico en la cuenca de La Violada y de las series mensuales del perímetro mojado de los canales, Barros e Isidoro (2008) y Barros et al. (2011) establecieron la magnitud de esas filtraciones y los coeficientes de filtración del Canal de La Violada (s v ) y de los Canales de Monegros y Quiteria (s mq ) en conjunto por metro cuadrado mojado de los canales: s mq = 25 L m -2 día -1. La superficie mojada del Canal de Monegros (A m ) se calcula para cada día a partir de los datos medios diarios de altura de agua (H en m, la lectura L1) en la 69

72 almenara del B co del Azud (C054), su longitud a lo largo del contorno de la zona de estudio (14,7 km) y las características de su sección trapecial: A m (m 2 ) = [23,35 + 3,04 H (m)] De la misma manera, la superficie mojada del Canal de S ta Quiteria (A q ) se calcula a partir de la altura H en m (L2 en el inicio del Canal de S ta Quiteria en la red SAIH), la longitud del tramo no elevado del canal (5,4 km) y su geometría rectangular: A q (m 2 ) = [1, H (m)] 5400 Finalmente, las FCan se calculan a partir de A m, A q y s mq como: FCan (m 3 /día) = 0,001 s mq (A m + A q ) Salidas de agua del sistema Los caudales medios diarios en la estación de salida de la zona de estudio de La Violada (estación de aforos nº 230 del B co de La Violada en La Pardina, punto D-14 en la Fig. 4.1) fueron facilitados por la CHE. Las únicas salidas adicionales de agua consideradas en La Violada fueron ET r y PEA calculadas a partir de datos meteorológicos y de cultivo (apartado ). Para el balance de agua en el suelo se emplearon los datos meteorológicos de la estación de la red SIAR de Tardienta para la ET 0 y los registros de precipitación de la estación nº de la red AEMET (Granja Escuela de Almudévar) completados diariamente como ya se ha indicado. Los datos de HR y V necesarios para el cálculo de PEA se tomaron también de la estación de Tardienta. Aunque existe una discrepancia entre los valores de ET 0 calculados con los datos meteorológicos de la estación de Almudévar (empleados en el informe de anteriores convenios; CHE, 2006, 2007, 2009) y los proporcionados por la estación de Tardienta de la red SIAR, la estrecha relación entre ellos (R 2 = 0,93) permite utilizarlos indistintamente sin mayor elaboración (Barros, 2011). Como datos fenológicos se han elegido los de la comarca de Almudévar del trabajo de Martínez-Cob et al. (2004). Puesto que se han utilizado solamente una serie de datos meteorológicos, una comarca fenológica y un tipo de suelos (Tabla 4.2), los balances de agua en La Violada se han efectuado dentro de una única unidad de trabajo (Tabla 4.7). Como ya se ha señalado en la descripción de la zona de estudio, buena parte de la superficie consignada como regada en las declaraciones de cultivo en 2009 no fue regada en realidad debido a las obras de transformación del sistema de riego en la CR de Almudévar. De acuerdo con la información facilitada por la CRA no se regaron en su CR las superficies dedicadas a cereales de invierno (1.127 ha, que se cultivaron como secano), frutales (47 ha) y otros cultivos (195 ha) (Tabla 4.3). La gran superficie dedicada a cereal de invierno y no regada de facto en 2009 puede dar lugar a un 70

73 drenaje suficientemente importante para no ser despreciable en relación al resto de las entradas. Por ello, en el AH 2009 se ha optado por efectuar el balance de agua en el suelo para las ha de cereal considerando un riego nulo (Tabla 4.7). A pesar de tratarse de una superficie no regada, esta superficie sí se ha considerado para el cálculo de los índices de contaminación por unidad de superficie regada, puesto que la contribución de esta superficie sí se ha incorporado al balance de agua. Además, conforme a la información facilitada por la CRA, se consideró que en 2009 el girasol fue regado por aspersión (en parcelas que ya estaban transformadas en riego por aspersión desde 2008) y que en 2010 toda la CRA se regó por aspersión. Toda la superficie regada en las CR de Tardienta y Gurrea (no modernizadas ni incluidas en planes de modernización) se consideró regada por inundación en 2009 y Las superficies que se consideraron realmente regadas para efectuar los balances de agua en el suelo con cada sistema de riego se presentan en la Tabla 4.7, con indicación de la estación meteorológica y zona fenológica consideradas. Tabla 4.7. Cuenca de La Violada. Datos de la única unidad de trabajo definida en la cuenca de La Violada para los años 2009 y 2010: sistema de riego (I: inundación; A: aspersión; y NR: cereal de invierno no regado pero considerado en el balance de agua), superficie regada (ha), MZ=maíz, AL=alfalfa, CI=cereal de invierno (regado), AR=arroz, HR=hierba, GI=girasol, GU=guisante, FR=frutal, OT=otros cultivos, y TF=superficie en transformación (incluye frutales y otros cultivos no regados, excepto cereal de invierno). La unidad de trabajo T-A se define por la meteorología de la estación SIAR de Tardienta y la fenología de la comarca agraria de Almudévar. AH 2009 Unidad de trabajo T-A AH 2010 Unidad de trabajo T-A Sist. riego Superficie MZ AL CI HR GI OT TF regada (ha) I A NR Sist. riego Superficie MZ AL CI HR GI OT TF regada (ha) I A Además, en 2009 la mayoría de los agricultores no culminaron el cultivo de alfalfa, ya que tuvieron que levantarlo o abandonarlo antes del final de campaña por las obras de modernización. Por eso, en 2009 la ET r de la alfalfa se ha calculado con 71

74 un balance que consideraba solo 2 cortes en la ER (hasta mediados de junio). Esta práctica en la ER de 2009 tiene su efecto sobre la ET r y el aprovechamiento del agua Balance de sales y nitrógeno Entradas de sales y nitrógeno al sistema Riego: Los resultados analíticos de CE y concentración de nitrato se obtuvieron en muestreos efectuados en el Canal de Monegros cada días (CMO; Fig. 4.1). Esos valores se utilizaron para determinar la masa de sales y N aportada por el riego y también para caracterizar el agua del canal (Q o ) en la separación química del hidrograma (determinación de ES), puesto que las muestras se toman en las mismas fechas que las muestras de los desagües y F3C. La salinidad del agua de riego se determinó a partir de las relaciones establecidas entre los sólidos disueltos totales (SDT, mg/l) y la CE de las muestras mensuales. Las relaciones entre SDT (mg/l) y CE se obtuvieron de datos históricos de calidad de aguas en el Canal de Monegros: SDT (mg/l) = 523,5 CE (ds/m) + 99,6; R 2 = 0,75 Escorrentía superficial: La salinidad y NO 3 de la ESC se estimó como la media de 4 muestras de barrancos de entrada a la zona regable en 2 episodios de caudales muy altos (en 1995), en los que la mayor parte del caudal procedía, aparentemente, de escorrentía superficial (los muestreos se realizaron con el Canal de Monegros vacío para evitar la influencia del agua del canal) (Isidoro et al., 2006a). La CE media de esas muestras (CE = 0,622 ds/m) se convirtió a SDT (SDT = 425,9 mg/l) mediante el factor de conversión usual de 640 (SSSL, 1954). La concentración de nitrato media en las muestras fue de NO 3 = 0,64 mg/l. Entradas subterráneas: Las entradas subterráneas se caracterizaron mediante las muestras tomadas mensualmente en la Fuente de los Tres Caños (F3C; Fig.4.1), en el acuífero aluvial del B co de Las Pilas, que también se emplearon para la separación química del hidrograma (para determinar las ES). La relación para convertir CE en SDT se obtuvo a partir de 13 muestras tomadas entre junio de 2006 y agosto de 2007: SDT (mg/l) = 1111,7 CE (ds/m) - 575,4 R 2 = 0,87 donde en lugar de los SDT se empleó el residuo seco (RS, tras 24 h a 105 ºC). El valor relativamente bajo de HCO 3 en F3C permite usar indistintamente ambos valores sin incurrir en errores graves. Precipitación y Aportes urbanos: Las estimas de las concentraciones y masas de sales y nitrato en la precipitación y los aportes urbanos e industriales están descritas en la metodología general (apartados 2.2 y 2.3). En La Violada sólo se consideraron 72

75 como AUrb los retornos de la estación depuradora de Almudévar y el 80% del agua para usos industriales. Aportes de los canales y Filtraciones de los canales: Para AC y FCan se ha tomado la misma CE y NO 3 que para el agua de riego. Se considera que en el momento en que entran al sistema, las FCan tienen la misma concentración que el agua del canal y que se van cargando de sales a su paso por el sistema hasta la red de drenaje. Fertilización y Fijación simbiótica: Las entradas de N por fijación simbiótica (NFS) se calcularon de la misma manera en todas las cuencas, según se describe en el apartado de metodología general (apartado 2.3). Las entradas por fertilización (NF) se calcularon a partir de 17 encuestas realizadas en 2009 y 41 en 2010 en la Comunidad de Regantes de Almudévar. El número de encuestas fue inferior en 2009 debido a la escasa superficie regada ese año, que implica que hubo muy pocos agricultores que pudiesen responder sobre prácticas de abonado en regadío Salidas de sales y nitrógeno del sistema Caudal de salida: La calidad del agua de salida (CE y concentración de nitrato) se determinó mediante muestras diarias tomadas por un muestreador automático instalado en la estación de aforo del B co de La Violada en La Pardina (EA nº 230 de la red de aforos de la CHE; punto D-14, Fig. 4.1). La CE se transformó en SDT a partir de la regresión obtenida con 72 muestras tomadas en D-14 entre mayo de 1997 y febrero de 1998 y entre octubre de 2006 y enero de 2008 (Barros, 2011): SDT (mg/l) = 1149,9 CE (ds/m) - 440,7 R 2 = 0,92 Como la concentración de amonio (NH + 4 ) en las primeras muestras mensuales (tomadas para la separación del hidrograma) resultó siempre inferior al límite de cuantificación (< 0,1 mg/l), se decidió no incluirlo en la estimación de la masa de N exportada y se dejó de analizar. Las muestras mensuales de CHE en el Canal de Monegros también presentan generalmente valores de NH 4 por debajo del umbral de cuantificación (< 0,1 mg/l). ET r y PEA: Tanto la ET r como las PEA se consideran libres de contaminantes. Nitrógeno extraído por los cultivos: Descrito en la metodología general (apartado 2.3). 73

76 4.3. Resultados y discusión Caudal, sales, nitrato y fósforo en el punto de salida de La cuenca de La Violada La información recopilada diariamente en el B co de La Violada en los años hidrológicos y se presenta en los Anexos (caudal medio diario Q), (conductividad eléctrica CE), (concentración de nitrato NO 3 ) y (fósforo total, PT). El registro de datos es bastante completo: se perdieron 2 datos diarios de caudal en (1%) y ninguno en ; y 21 datos de CE y NO 3 en (el 6% de las observaciones diarias: 6 en la ER y 15 en la ENR) y 6 en (el 2% de las mediciones, todas ellas en la ENR) debido a fallos en el equipo tomamuestras Caudal El caudal medio diario (Q md ) fue superior en 2009 (0,36 m 3 /s equivalentes a un aportación anual A = 11,4 hm 3 ) que en 2010 (0,24 m 3 /s o A = 7,7 hm 3 ). Estas diferencias se mantuvieron en la ENR y en la ER (Tabla 4.8). Los caudales fueron mayores en las dos ER que en las ENR respectivas, comportamiento usual en La Violada y en general en todas las zonas de estudio debido a los retornos de riego; pero la diferencia es más acusada en 2009 (ER: Q md = 0,44 m 3 /s y ENR: Q md = 0,28 m 3 /s) que en 2010 (ER: Q md = 0,25 m 3 /s y ENR: Q md = 0,24 m 3 /s). Este hecho sorprende ya que las entradas por R durante la ER son mucho mayores en 2010 (10,7 hm 3 ) que en 2009 (2,4 hm 3 ) y cabría esperar que diesen lugar a un mayor flujo de salida. Este punto se discutirá en detalle en el apartado de balance de agua (apartado ). El aumento de caudal en la ER característico de otros años (CHE, 2007, 2009; Barros, 2011) no se presenta claramente en 2009 y En 2009, el aumento de Q md de la ER viene ligeramente adelantado a la ER y está más relacionado con las P de marzo y sobre todo abril-mayo que con el riego (Tabla 4.1; Fig. 4.3). De hecho Q md es menor a partir de junio (media = 0,38 m 3 /s) que en abril-mayo (0,53 m 3 /s y 0,59 m 3 /s, respectivamente) algo nunca encontrado en años anteriores, salvo en la ER de 2005, en la que el riego estuvo muy limitado por la sequía y se produjo una fuerte reutilización de agua de drenaje (CHE; 2006). En 2010, el caudal durante la ER es sólo ligeramente superior al de la ENR, siendo también mayor en abril-mayo-junio (Q md = 0,27 m 3 /s) que en julio-agosto (Q md = 0,21 m 3 /s) y repuntando en septiembre (Q md = 0,30 m 3 /s) debido solo a las lluvias de ese mes (Tabla 4.1; Fig. 4.3). El comportamiento de Q md en 2009 se asocia a la falta de riego (superficie regada, S reg = 950 ha y R = 2,7 hm 3 en el AH). El drenaje 74

77 reducido a comienzos del AH 2010 (octubre de 2010) puede deberse a la falta de descarga del acuífero superficial, no recargado durante la ER de 2009 por falta de riego. Así el caudal se mantiene bajo durante noviembre-diciembre de 2010 (por la ausencia de descarga y por las bajas precipitaciones de octubre-noviembre; Tabla 4.1) y solo aumenta a partir de enero, tras las lluvias de diciembre. Durante la ER de 2010, el Q md no aumenta como en otros años porque el volumen de riego es muy inferior (predominio del cereal de invierno que no produce retornos durante los meses de julioseptiembre) y también, en parte, porque el drenaje generado en el nuevo sistema de riego por aspersión es menor. El máximo Q md se presentó el 13 de mayo de 2009 (2,06 m 3 /s) y se debió a la escorrentía de una tormenta (21,3 mm) en ese día precedida de otras, incluso más fuertes, en días anteriores (27,4 mm el 10 de mayo). El caudal máximo de 2010 (1,41 m 3 /s el 27 de marzo) también se debió a las escorrentías de lluvia. El valor mínimo de los dos años se registró a primeros de diciembre de 2009 (Q md = 0,09 m 3 /s varios días), por las razones que se han comentado más arriba. Debido al nivel de base bajo, elevado ocasionalmente por lluvias fuertes y otras entradas (Fig. 4.3), el Q md presentó mayor variabilidad durante la ENR de 2010 (Tabla 4.8). En el AH 2009, el valor mínimo se presentó a finales de octubre (Q md = 0,15 m 3 /s varios días). La ER de 2009 también presentó un CV elevado debido a las fuertes precipitaciones de abrilmayo y agosto-septiembre. Tabla 4.8. Cuenca de La Violada. Violada en La Pardina (EA nº 230): estadística básica del caudal medio diario (Q md ) en la estación de no riego (ENR: octubre a marzo), estación de riego (ER: abril a septiembre) y año hidrológico (AH: octubre a septiembre) de los años 2009, 2010 y Q md (m 3 /s) ENR ER AH ENR ER AH ENR ER AH Máximo 1,23 2,06 2,06 1,41 1,11 1,41 1,41 2,06 2,06 Mínimo 0,15 0,20 0,15 0,09 0,17 0,09 0,09 0,17 0,09 Media 0,28 0,44 0,36 0,24 0,25 0,24 0,26 0,34 0,30 Mediana 0,28 0,40 0,34 0,20 0,22 0,22 0,22 0,28 0,28 CV (%) Nº observ Con relación a otros años estudiados (CHE; 2006, 2007, 2009), el Q md de 2009 y 2010 fue similar durante la ENR, pero durante la ENR fue inferior a todos los años de la serie , especialmente en El Q md en la ER de 2005 (0,59 m 3 /s) y 2008 (0,55 m 3 /s) fue inferior al de 2006 (0,86 m 3 /s) y 2007 (1,04 m 3 /s) por las 75

78 restricciones para riego de 2005 y las obras de transformación en curso en Sin embargo, Q md fue aún menor en la ER de 2009 (aún con obras de transformación) aunque del mismo orden de magnitud (0,44 m 3 /s) y mucho menor en 2010 (0,25 m 3 /s). Ese descenso de 2010 se atribuye al cultivo dominante de cereal de invierno (de menores necesidades hídricas y sin riego a partir de junio) y a la introducción del riego por aspersión, en principio más eficiente. Q (m 3 /s) 3,2 2,8 2,4 2 1,6 1,2 0,8 0,4 Año hidrológico 2009 R P Q P y R (mm) 0 0 oct-08 nov-08 Q (m 3 /s) dic-08 ene-09 feb-09 mar-09 abr-09 may-09 jun-09 jul-09 ago-09 sep-09 oct-09 3,2 2,8 2,4 2 1,6 1,2 0,8 0,4 Año hidrológico 2010 R P Q oct-09 nov-09 dic-09 ene-10 feb-10 mar-10 P y R (mm) abr-10 may-10 jun-10 jul-10 ago-10 sep-10 oct-10 0 Figura 4.3. Cuenca de La Violada. Violada en La Pardina (EA nº 230): caudal medio diario (Q), precipitación diaria (P) y riego (R) en los años hidrológicos 2009 y Concentraciones de sales (CE) y nitrato (NO 3 ) La CE media resultó ligeramente superior en 2009 (CE = 2,14 ds/m o SDT = mg/l) que en 2010 (CE = 1,96 ds/m o SDT = mg/l) y superior en 76

79 las ENR que en las ER (Tabla 4.9). Igual que en años anteriores, la CE es muy constante en el B co de La Violada debido a la presencia de yeso en los suelos que da lugar a un agua próxima a saturación y con una CE muy uniforme (CV = 13% para los dos años). Ninguna observación está por debajo del límite de 0,7 ds/m de no restricción de uso para riego y solo una supera el límite de 3,0 ds/m de restricción severa de uso para riego (Ayers y Westcot, 1985). Ese valor máximo (3,26 ds/m el 23 de abril de 2009) se presenta en un periodo de caudal base elevado después de unas fuertes precipitaciones (Fig. 4.4). Esa salinidad más o menos constante se ve reducida ocasionalmente por episodios de dilución (Figs. 4.4 y 4.5) debidos a escorrentías de lluvia o aportes de los canales. La CE desciende paulatinamente a lo largo de la ER de 2009, el mismo comportamiento observado en 2006 (salvo por una subida post-precipitación en septiembre), 2007 y 2008 (CHE, 2007, 2009) y crece a lo largo de la ER de En 2005, la CE se mantuvo más o menos constante durante la ER (CHE, 2006). La utilización más eficiente del agua en 2005 (menor volumen de riego y reutilización del agua de drenaje) y el comienzo del riego por aspersión en 2010 sugieren que este patrón tenga que ver con la eficiencia de riego; pero también puede deberse al dominio del cultivo de cereal de invierno en 2010 y por tanto, disminución del riego de julio-septiembre. La concentración media de nitrato en fue de NO 3 = 22 mg/l, muy similar a la de los años 2005 a 2008 (21 mg/l en 2005 y 2007; 22 mg/l en 2006 y 19 en 2008; CHE, 2006, 2007, 2009), y algo superior en 2009 (25 mg/l) que en 2010 (20 mg/l) (Tabla 4.10). El nivel superior de NO 3 en 2009 se debe a los picos observados en agosto (en menor medida también en julio), tras una lluvia que pudo lavar el NO 3 presente en el suelo aportado para la fertilización del maíz (poco presente en 2009 empero) o remanente de aportes anteriores (Fig. 4.4). Durante ese pico, se llegó a alcanzar una concentración de NO 3 = 195 mg/l nunca registrada antes en el B co de La Violada (Tabla 4.10). Al igual que ocurría en 2008 (CHE, 2009), el NO 3 tiene un comportamiento errático en la ER 2009, con picos muy fuertes y también caídas hasta concentración nula en algunos días. La curva de NO 3 es mucho más estable en la ER de 2010, con solo dos subidas fuertes en abril-mayo y en mayo posiblemente relacionados con el lavado producido por las lluvias de finales de abril y primeros de mayo (Fig. 4.3 y 4.5). El máximo anual de 2010, como en otros años excepto 2005 y 2009, se presentó en abril-mayo (77 mg/l el 27 de abril). El NO 3 presentó mayor variabilidad (mayor CV; Tabla 4.10) durante la ER que durante la ENR debido a los picos de concentración mencionados. 77

80 También las excedencias por encima de la referencia de 25 mg/l (antiguo nivel guía para las aguas destinadas a consumo humano; Directiva 80/778 CEE) fueron más frecuentes durante la ER que la ENR en 2009 y al revés en 2010: 59 observaciones por encima de 25 mg/l durante la ER-2009 (de un total de 91 en el AH) y 28 en la ER-2010 de un total 79 en el AH. El umbral de 50 mg/l (límite superior para aguas destinadas a consumo humano; RD 140/2003) fue superado en 23 ocasiones en 2009 (22 durante la ER) y en 26 en 2010 (25 durante la ER) (Tabla 4.10). Tabla 4.9. Cuenca de La Violada. Violada en La Pardina (EA nº 230): estadística básica de la CE diaria (CE) en la estación de no riego (ENR), estación de riego (ER) y año hidrológico (AH) de los años 2009, 2010 y CE (ds/m) ENR ER AH ENR ER AH ENR ER AH Máximo 2,8 3,3 3,3 2,7 2,3 2,7 2,8 3,3 3,3 Mínimo 1,0 1,1 1,0 0,9 0,8 0,8 0,9 0,8 0,8 Media 2,3 2,0 2,1 2,1 1,9 2,0 2,2 1,9 2,0 Mediana 2,3 2,0 2,2 2,1 1,8 1,9 2,2 1,9 2,0 CV (%) 9, , Nº de observ Nº > 0,7 ds/m (% Total) 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% Nº > 3,0 ds/m (% Total) 0,0% 0,6% 0,3% 0% 0% 0% 0% 0,3% 0,1% Tabla Cuenca de La Violada. Violada en La Pardina (EA nº 230): estadística básica del NO 3 - diario en la estación de no riego (ENR: octubre a marzo), estación de riego (ER: abril a septiembre) y año hidrológico (AH: octubre a septiembre) de los años 2009, 2010 y NO - 3 (mg/l) ENR ER AH ENR ER AH ENR ER AH Máximo Mínimo ,1 8,8 8,1 8,8 0 0 Media Mediana CV (%) Nº de observ Nº > 25 mg/l (% Total) 19% 33% 27% 29% 15% 22% 24% 24% 24% Nº > 50 mg/l (% Total) 0,6% 12% 6,7% 0% 1,6% 0,8% 0,3% 6,9% 3,7% 78

81 2,5 Q md (m 3 /s) 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 4 CE (ds/m) NO3 - (mg/l) oct-08 nov-08 dic-08 ene-09 feb-09 mar-09 abr-09 may-09 jun-09 jul-09 ago-09 sep-09 oct-09 Figura 4.4. Cuenca de La Violada. Violada en La Pardina (EA nº 230): valores diarios de caudal medio (Q md ), conductividad eléctrica (CE) y concentración de nitrato (NO 3 - ) en el año hidrológico Las líneas rojas horizontales representan niveles tolerables y máximos de aptitud del agua para riego (CE: 0,7 y 3,0 ds/m) y de aptitud para consumo humano (NO 3 - : 25 y 50 mg/l). 79

82 2,5 Q md (m 3 /s) 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 4 CE (ds/m) NO3 - (mg/l) oct-09 nov-09 dic-09 ene-10 feb-10 mar-10 abr-10 may-10 jun-10 jul-10 ago-10 sep-10 oct-10 Figura 4.5. Cuenca de La Violada. Violada en La Pardina (EA nº 230): valores diarios de caudal medio (Q md ), conductividad eléctrica (CE) y concentración de nitrato (NO 3 - ) en el año hidrológico Las líneas rojas horizontales representan niveles tolerables y máximos de aptitud del agua para riego (CE: 0,7 y 3,0 ds/m) y de aptitud para consumo humano (NO 3 - : 25 y 50 mg/l). 80

83 Masas exportadas de sales y nitrógeno Las Figuras 4.6 y 4.7 presentan las masas diarias exportadas de sales y de nitrógeno nítrico (N-NO 3 ) por el B co de La Violada a la salida de la zona de estudio en los AH 2009 y 2010 respectivamente. La Tabla 4.11 presenta las estadísticas básicas de las masas de sales (SQ) y de N (NQ) exportadas por el B co de La Violada en 2009 y ,0 3,5 SQ (10-2 T/d) y Q (m 3 /s) 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 oct-08 nov-08 dic-08 ene-09 feb-09 mar-09 abr-09 may-09 jun-09 jul-09 ago-09 sep-09 oct-09 oct-08 nov-08 dic-08 NQ (T/d) y Q (m 3 /s) ene-09 feb-09 mar-09 abr-09 may-09 jun-09 jul-09 ago-09 sep-09 oct-09 Figura 4.6. Cuenca de La Violada. B co de La Violada en La Pardina (EA nº 230): valores diarios de caudal medio (Q ) y masas de sales (SQ ) y de nitrógeno (NQ ) exportadas en el año hidrológico

84 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 oct-09 nov-09 dic-09 ene-10 feb-10 mar-10 abr-10 may-10 jun-10 jul-10 ago-10 sep-10 oct-10 oct-09 SQ (10-2 T/d) y Q (m 3 /s) nov-09 dic-09 ene-10 feb-10 mar-10 abr-10 may-10 jun-10 jul-10 ago-10 sep-10 oct-10 NQ (T/d) y Q (m 3 /s) Figura 4.7. Cuenca de La Violada. B co de La Violada en La Pardina (EA nº 230): valores diarios de caudal medio (Q ) y masas de sales (SQ ) y de nitrógeno (NQ ) exportadas en el año hidrológico En 2010, la masa de sales (SQ) exportada durante la ER (6.636 Mg) fue prácticamente igual que durante la ENR (6.606 Mg), algo que no había ocurrido en ninguno de los años controlados en convenios anteriores ni en 2009, en los que la SQ en la ER superó con creces a la de la ENR (CHE, 2006, 2007, 2009). Como en el caso del caudal, este comportamiento se atribuye al predominio de los cereales de invierno en 2010 y al riego por aspersión. En 2009, la masa exportada en la ER fue Mg, un 35% mayor que la exportada durante la ENR (9.499 Mg). La SQ total en 2009 ( Mg/año) fue bastante superior a la de 2010 ( Mg/año). 82

85 Se presenta un claro paralelismo entre la masa de sales diaria SQ y Q md, consecuencia de la escasa variabilidad de la CE en el periodo de estudio (Fig. 4.7). Los valores de SQ oscilaron entre 17 Mg/día y 348 Mg/día (Tabla 4.11) y fueron más variables (mayor CV) dentro de la ER que en la ENR de 2009 (al revés en 2010) por serlo los caudales. Tabla Cuenca de La Violada. Estación de La Violada en La Pardina (EA nº 230): estadística básica de las masas diarias exportadas de sales (SQ) y de nitrógeno (NQ) en la estación de no riego (ENR: octubre a marzo), estación de riego (ER: abril a septiembre) y año hidrológico (AH: octubre a septiembre) de los años 2009 y SQ (Mg/día) ENR ER AH ENR ER AH Máximo Mínimo Media Mediana CV (%) 44% 53% 52% 44% 32% 39% NQ (kg/día) ENR ER AH ENR ER AH Máximo Mínimo Media Mediana CV (%) 55% 80% 84% 67% 63% 65% En 2009, NQ (59,2 Mg/año) fue también superior que en 2010 (34,3 Mg/año). Igual que para SQ, en 2009 NQ es mayor en la ER (38,6 Mg) que en la ENR (20,6 Mg) mientras que en 2010 ambas son prácticamente iguales (ER: 17,8 Mg; ENR: 16,5 Mg). La serie de NQ también presenta un paralelismo claro con Q md, aunque no tan acusado como SQ debido a las mayores oscilaciones de NO 3 (Fig. 4.7). Los valores diarios de NQ oscilaron entre 0 kg/día (en los días con NO 3 = 0 mg/l durante la ER de 2009) y 955 kg/día (Tabla 4.11) Concentraciones y masas exportadas de fósforo La concentración media de PT en el B co Violada en la ER de 2009 y el AH 2010 fue de 0,08 mg/l, con una mediana de 0,05 mg/l (por debajo del límite de cuantificación de 0,09 mg/l; a las determinaciones por debajo de este valor se les asignó un valor de 0,045 mg/l) (Tabla 4.12) sin un patrón estacional claro en las 83

86 concentraciones (Fig. 4.8). Este valor medio es similar al registrado durante el año hidrológico 2007 (0,08 mg PT/L) por Skhiri y Dechmi (2011). La concentración máxima se presentó en la ER de 2009 (0,18 mg/l). A pesar de que esta concentración fue muy alta, es inferior a la máxima registrada durante 2007 (0,28 mg/l). Por otra parte, sólo el 44% de las muestras tuvieron concentraciones superiores al límite de cuantificación y por lo tanto al límite del umbral de riesgo de eutrofización y del umbral indicativo para la protección de especies salmonícolas. La concentración media de la ER (0,09 mg PT/L) está en el límite de cuantificación. Este valor está muy por encima del umbral de eutrofización pero sigue siendo muy inferior a la concentración media obtenida en las otras cuencas estudiadas. Dada la limitación respecto al valor limite de cuantificación de 0.09 mg PT/L, además de considerar un número de observaciones muy pequeño (25 muestras), no es lícito establecer con rigor los riesgos de contaminación por fósforo en los retornos de esta cuenca. Tabla Cuenca de La Violada. Estación de La Violada en La Pardina (EA nº 230): estadística básica de la concentración de fósforo total (PT) y de la masa de PT exportada (PQ) y por unidad de superficie regada (PQu) en la estación de no riego (ENR: octubre a marzo), estación de riego (ER: abril a septiembre) y año hidrológico (AH: octubre a septiembre) 2009 y PT (mg/l) ENR ER AH ENR ER AH ENR ER AH Máximo - 0,18-0,13 0,16 0,16 0,13 0,18 0,18 Mínimo - 0,045-0,045 0,045 0,045 0,045 0,045 0,045 Media - 0,09-0,06 0,09 0,08 0,06 0,09 0,08 Mediana - 0,07-0,05 0,09 0,05 0,05 0,09 0,05 CV (%) - 58% - 55% 55% 57% 55% 55% 56% Nº de observ Masas exportadas de PT Media ENR ER AH ENR ER AH ENR ER AH PQ (kg PT) PQu (kg PT/ha) - 0,27-0,06 0,08 0,14-0,18 - La masa de PT exportada en la ER de 2009 ascendió a 558 kg, muy superior a la exportada en la ER de 2010 (335 kg) debido a los caudales muy superiores en la ER de 2009, especialmente en abril (Fig. 4.8). La masa exportada en todo el AH-2010 fue de 572 kg (237 en la ENR y 335 en la ER, es decir, un 59% de las exportaciones se produjeron durante la ER). Expresadas por unidad de superficie regada, estas masas 84

87 representan 0,27 kg PT/ha en la ER-2009 y 0,08 kg PT/ha en la ER-2010; y un total de 0,14 kg PT/ha en el AH Estas masa exportadas por unidad de superficie son menores que las registradas durante el año hidrológico 2007 (0,43 kg PT/ha) en La Violada (Skhiri y Dechmi, 2011) y en lel resto de cuencas excepto el B co Valcuerna. 0,7 Q PT 0,7 0,6 0,6 0,5 0,5 Q (m 3 /s) 0,4 0,3 0,4 0,3 PT (mg/l) 0,2 0,2 0,1 0, , ,6 Q PQ ,5 140 Q (m 3 /s) 0,4 0, ,2 0,1 0 oct-08 dic-08 feb-09 abr-09 jun-09 ago-09 oct-09 dic-09 feb-10 abr-10 jun-10 ago-10 PQ (kg/mes) Figura 4.8. Cuenca de La Violada. Concentración media mensual (de una o dos medidas por mes) de fósforo total (PT) y masa de fósforo mensual exportada (PQ) por la estación de La Violada en La Pardina (EA nº 230). Las dos series se muestran junto al caudal medio mensual (Q) Balances de agua, sales y N Los caudales medios diarios (Q md ) registrados en la estación de aforos de La Pardina se recogen junto con las mediciones diarias de CE y NO 3 en el Anexo 4.2. El Anexo 4.1 recoge las entradas diarias de precipitación (P) obtenidas para la estación 85

88 de Almudévar a partir de las observaciones de otras estaciones, junto con otras variables meteorológicas de la estación de Tardienta Balance de agua El cierre del balance de agua ( W = -52 mm en el año 2009 y W = 81 mm en 2010) se considera satisfactorio (-5,0% en 2009 y +9,2% en 2010) (Tabla 4.13). Por primera vez, en relación a años anteriores, se han considerado las filtraciones de canales (FCan) como entradas del balance, lo que resulta en errores de cierre no consistentemente negativos (positivo en 2010) como ocurría en años anteriores. En 2009, la mayor entrada de agua al sistema no fue el riego (130 mm o 2,7 hm 3, 13%), como en todos los años anteriores (de 2005 solo se tomaron datos de campaña de riego) sino la precipitación (53%) seguida de las FCan (189 mm, 19%). Estos porcentajes apenas varían durante la ER en la que R representa un porcentaje algo mayor de las entradas, y P algo menor (R: 19%, P: 46% y FCan: 17%). En el año 2009, absolutamente atípico por las obras en marcha, las OE (160 mm, 16%, en el AH) y las FCan son más importantes que R en la ENR y prácticamente iguales a R en la ER. En 2010, pese al aumento del riego, la principal entrada de agua fue P (451 mm, 49%) y después R (279 mm, 30%), con las OE contribuyendo hasta el 20% de las entradas. Durante la ER de 2010, el R sí es la primera entrada de agua al sistema (279 mm o 11,3 hm 3, 46%) (Tabla 4.13). Las entradas de riego en 2009 son muy inferiores a las de años anteriores: 2,7 hm 3 frente a 14,5 hm 3 (2005), 21,4 hm 3 (2006), 22,9 hm 3 (2007) y 20,1 hm 3 (2008). Pero, expresada por unidad de superficie regada, esa diferencia es menos acusada: 130 mm en 2009 frente a 374 mm (2005), 536 mm (2006), 570 mm (2007) y 500 mm (2008) (CHE, 2006, 2007, 2009), debido a la menor superficie regada de 2009 (sólo ha incluyendo la superficie dedicada a cereal de invierno considerada para el balance de agua frente a las ha regadas de media en los demás años). También en 2010, R es algo inferior (11,3 hm 3 = 279 mm) pero comparable en volumen con 2005, el año con restricciones de riego y reutilización del agua de drenaje. Las FCan representaron el 32% del caudal de salida en 2009 y hasta el 49% en En la ENR de 2010, con Q muy bajo, FCan alcanza el 52% del caudal circulante por el barranco. La incorporación de FCan al balance elimina el error de cierre consistentemente negativo (en 2010 el error es positivo), pero éste sigue siendo relativamente alto, del mismo orden que en las cuencas del Alcanadre, Arba y Clamor Amarga. En 2009, el desbalance negativo puede obedecer a la presencia de una gran superficie no regada. Aún así, el método de estimación de FCan, basado en la 86

89 superficie mojada de los canales de Monegros y S ta Quiteria y calculado a partir del cierre del balance de agua de 14 años, deberá refinarse en los próximos años. Los aportes de los canales (AC) son relativamente importantes en La Violada, pues las almenaras de Las Pilas y del B co del Azud (especialmente esta última) se abren con relativa frecuencia. En 2009, AC llega a ser el 7% de las entradas y en 2010, el 6%, que representan el 13% en 2009 y hasta el 30% en 2010 del caudal circulante. Los Anexos 4.4 recogen los valores de AC calculados mensualmente en La Violada, así como los aportes de la depuradora de Almudévar y los usos industriales. Tabla Cuenca de La Violada. Términos del balance de agua por unidad de superficie regada durante la estación de no riego (ENR), la estación de riego (ER) y los años hidrológicos 2009 y Términos del balance de agua ENR ER AH ENR ER AH Riego (R, mm) Precipitación (P, mm) Otras Entradas (OE, mm) (1) Filtraciones de canales (FCan, mm) Caudal de salida (Q, mm) Caudal neto de salida (Q* = Q OE, mm) Evapotranspiración referencia (ET 0, mm) Evapotranspiración cultivo (ET c, mm) Evapotranspiración real (ET r, mm) Otras salidas (OS, mm) (2) Error balance (E-S) (mm) Error balance (%) = 200 [(E-S)/(E+S)] -5% 9% (1) Incluye: escorrentías procedentes del exterior de la zona regable (ESC), entradas subterráneas a través de los acuíferos aluviales (ES); los aportes directos desde el Canal de Monegros (AC); y las aguas residuales de Almudévar (AUrb). (2) Pérdidas por evaporación y arrastre. En 2009 y 2010, las ES (entradas subterráneas del secano exterior al regadío), que fueron irrelevantes en otros años, han alcanzado el 1,7% y 1,3% del total de las entradas, respectivamente, contribuyendo en un 3% (2009) y un 6% (2010) al caudal total por el barranco, contribución algo superior a la de las AUrb (3% en 2009 y 5% en 2010). Las ES se produjeron principalmente en los meses de marzo y abril de 2009 y El cálculo de ES se basa en la composición (CE y Cl) del drenaje procedente de la zona regable, las aguas de los canales (siempre presentes en el barranco) y las entradas subterráneas del exterior. Al haberse modificado la red de drenaje con las obras de riego (y en general, los flujos de drenaje, interceptados por los lechos de arena de la red de tuberías enterradas de distribución del riego) es necesario validar la 87

90 estimación actual de la calidad media del agua de drenaje (Q d ) a partir de unas pocas observaciones o encontrar una nueva serie de drenajes secundarios que permitan estimarla. El caudal neto de salida o flujos de retorno de riego (Q* = Q OE) ascendió a 8,0 hm 3 en 2009 (387 mm, el 71% de Q) y a tan solo 3,9 hm 3 en 2010 (95 mm, el 50% de Q). El porcentaje de Q* sobre Q en 2009 y sobre todo en 2010 es inferior al de años anteriores (88% en 2007 y 84% en 2009; CHE, 2009) debido a que los retornos de riego son menores (por la escasa superficie regada, los ciclos de cultivo incompletos y el predominio de cereal de invierno en 2009; y por el riego por aspersión y el predominio del cereal de invierno en 2010). En 2010, si se descuentan las FCan de Q*, el resultado es prácticamente nulo, de hecho incluso resulta negativo (Q* - FCan = -2 mm), especialmente para la ENR (Q* - FCan = -5 mm). Este resultado puede revelar un lavado muy justo (solamente 3 mm durante la ER) con el nuevo sistema de riego por aspersión. La incertidumbre en las estimas de FCan y AC (y también, aunque sean menos importantes, de ESC y ES) no permite asegurar con certeza que Q* - FCan (el agua de lavado de los suelos regados, en definitiva) sea nulo en riego por aspersión (al menos en el primer año de puesta en riego) pero los números son lo bastante claros para indicar una situación muy diferente a la del riego tradicional. Para evaluar las consecuencias de esta situación sobre la posible salinización (que se alcance niveles de salinidad lo bastante altos para comprometer el crecimiento de los cultivos) de la zona regable debe atenderse también al balance de sales (apartado siguiente) y en cualquier caso, al resultado que arroje el seguimiento de la zona regable en los próximos años. El valor negativo de Q* - FCan en la ENR de 2010 implica que las OE superan a Q, una situación imposible que resulta únicamente de (1) las aproximaciones en el cálculo de los términos del balance utilizadas en este trabajo a escala de zona regable que resultan en inexactitudes; y (2) de no considerar la variación en los contenidos de agua en cada parte del sistema en el balance. Más que en el valor negativo (aproximado) de Q* - FCan, es importante fijarse en su mínimo valor absoluto, es decir, en que es prácticamente nulo (en la ER de 2010 y en todo el AH, Tabla 4.13). Esto apunta por un lado a la necesidad de mejorar las estimas de las OE y, sobre todo, de FCan en próximos convenios para asegurar que no hay una sobreestimación de FCan; y por otro, a que el lavado del sistema (Q*) es mucho menor en la nueva situación de riego por aspersión que anteriormente. También es necesario verificar en el futuro si ese valor reducido de Q* se ve alterado con la introducción de cultivos de 88

91 mayor consumo que los cereales de invierno, dominantes en La Violada en 2010 (Tabla 4.7). La relativa paridad en los términos del balance de agua entre 2009 y 2010 mostrados en la Tabla 4.13 (especialmente el riego) no debe inducir a confusión: las entradas de agua en volumen total fueron muy inferiores en 2009, puesto que el riego fue muy inferior. Sólo expresadas por unidad de superficie regada (mm) resultan valores similares o del mismo orden que en Balance de sales La masa total de sales en el caudal de salida en D-14 (SQ) ascendió a Mg en el AH 2009 y fue muy inferior ( Mg) en el AH Durante la ER de 2009 se exportó el 58% de SQ del AH y durante la ER de 2010 el 50%. La masa de sales en los flujos de retorno de riego (SQ*) fue de Mg en 2009 y de Mg en 2010 (Tabla 4.14). El valor de SQ* de 2009 es similar al de 2008 ( Mg), el otro año con obras de transformación, e inferior al de 2007 ( Mg), mientras que el de 2010 es bastante inferior a todos ellos (CHE, 2009). La situación es similar si se considera la masa exportada en la ER únicamente ( Mg en 2007 y Mg en 2008 frente a Mg en 2009 y Mg en 2010), aunque SQ en la ER 2009 es algo menor que en la ER 2008 en comparación con el AH completo. La salinidad (SDT) del riego, la precipitación y las otras entradas son muy similares a las de años anteriores. La salinidad de las OE no ha cambiado pese a que en 2009 y 2010 se han incorporado las estimas de ES (nula en años anteriores), cuya salinidad fue claramente superior (2.672 mg/l de media en 2009 y 2010), porque ES tuvo una contribución muy pequeña. En el caudal de salida, los SDT son mayores durante la ENR que durante la ER, y mayores en 2009 (1.968 mg/l) que en 2010 (1.715 mg/l), debido la presencia de mayores flujos de dilución en las ER y en 2010, en que R fue mucho mayor (Tabla 4.14). Por unidad de superficie regada, SQ alcanza las 10,8 Mg/ha en 2009 y sólo 3,3 Mg/ha en En 2009, la SQ de la ER es algo superior a la de la ENR mientras que en 2010 son prácticamente iguales (Tabla 4.14). Descontando las sales en las OE, las masas por unidad de superficie exportadas en los flujos de retorno de riego fueron de MSu = 9,8 Mg/ha en 2009 y MSu = 2,6 Mg/ha en El resultado de 2009 es similar al de 2007 (9,8 Mg/ha) y 2008 (5,8 Mg/ha), otros años con el patrón de riego y de cultivo afectados por las obras de transformación (CHE, 2009), y el de 2010, claramente inferior. 89

92 La SQ inferior de 2010 obedece al menor lavado de sales de ese año. Es destacable la relevante caída de SQ con el inicio del riego por aspersión, aunque será necesario comprobar si ese valor se mantiene en los años siguientes, particularmente cuando los cereales de invierno dejen de ser los cultivos dominantes en La Violada en favor de cultivos de mayor consumo: maíz y alfalfa. Tabla Cuenca de La Violada. Términos del balance de sales en la estación de no riego (ENR), la estación de riego (ER) y los años hidrológicos 2009 y Concentraciones (mg/l) medias ponderadas por caudal de sólidos disueltos totales (SDT), masas (Mg) y masas por unidad de superficie regada (Mg/ha) en las entradas y salidas del sistema Concentración (mg/l) ENR ER AH ENR ER AH SDT riego SDT precipitación 27,3 27,3 27,3 27,3 27,3 27,3 SDT otras entradas (1) SDT Filtraciones de canales SDT caudal de salida Masa sales (Mg) ENR ER AH ENR ER AH Riego (SR) Precipitación (SP) Otras entradas (SOE) (1) Filtraciones de canales (SFCan) Caudal de salida (SQ) Flujos de retorno de riego (SQ*) Balance de sales ( S) Masa sales unitaria (Mg/ha regada) ENR ER AH ENR ER AH Riego (SR) 0,05 0,36 0,41 0,05 0,79 0,84 Precipitación (SP) 0,07 0,07 0,15 0,07 0,06 0,12 Otras entradas (SOE) (1) 0,41 0,60 1,00 0,38 0,23 0,61 Filtraciones de canales (SFCan) 0,30 0,32 0,61 0,14 0,16 0,30 Caudal de salida (SQ) 4,57 6,19 10,76 1,62 1,63 3,25 Flujos retorno riego (MSu) 4,17 5,59 9,76 1,24 1,40 2,64 Balance de sales ( S) -3,74-4,84-8,59-0,98-0,40-1,38 (1) Incluye: escorrentías procedentes del exterior de la zona regable (ESC), entradas subterráneas a través de los acuíferos aluviales (ES); los aportes directos desde el Canal de Monegros (AC); y las aguas residuales de Almudévar (AUrb). El balance de sales ( S) resultó negativo en ambos años y en todas las estaciones (las sales que salen del sistema superan a las que entran): Mg (-8,6 Mg/ha) en 2009 y Mg (-1,4 Mg/ha) en 2010 (Tabla 4.14). Tanto en 2007 y 2008 (CHE, 2009) como en 2009, S resultó superior en la ER que en la ENR, es decir, la mayor parte del lavado de sales en La Violada se producía durante la ER. En 90

93 2010, en cambio, ocurre al revés, S es mayor durante la ENR (-1,0 Mg/ha) que durante la ER (-0,4 Mg/ha). Este hecho se debe a que el flujo neto de salida Q* es muy reducido en ambas estaciones, mientras que durante la ER, las entradas de sales (por R fundamentalmente) son muy superiores. Ciertamente S ha sido mucho menor en riego por aspersión con cultivo mayoritario de cebada (2010) que bajo riego por inundación, y se ha producido de una manera diferente (más en la ENR que en la ER). Se hace necesario vigilar en años próximos si se mantiene un balance negativo (lo contrario indicaría la acumulación de sales en el sistema) y si las pautas observadas en 2010 se mantienen bajo riego por aspersión cuando se introduzcan otros cultivos, como ya se ha señalado Balance de nitrógeno El nitrógeno procedente del abonado de los cultivos y el nitrógeno extraído por los cultivos son, respectivamente, la entrada y la salida más importantes de N en un sistema de regadío. En los siguientes apartados se describen las prácticas de fertilización de los cultivos y se cuantifica la masa de N aportada con la fertilización (NF), además de cuantificar la masa de N extraída por los productos cosechados (NC), tal y como se han calculado para la zona regable de la cuenca de La Violada Prácticas de fertilización Las prácticas de fertilización nitrogenada se han determinado en La Violada mediante encuestas realizadas a agricultores de la CRA. Por tanto, en 2009 todas las encuestas se refieren a riego por inundación, mientras que en 2010 se refieren a riego por aspersión. En total se efectuaron 11 entrevistas para cultivo de maíz, 6 para alfalfa, 35 para cereal de invierno y 6 para girasol. Además se consignaron las respuestas de 2 agricultores para el cultivo de veza y de uno para el cultivo de sorgo (Tabla 4.15). El número de encuestas obtenidas para cada cultivo en 2009 y 2010 refleja la importancia de los distintos cultivos en cada año. Por eso el número de respuestas en 2009 refleja que apenas hubo riego (y por tanto fue muy difícil encontrar agricultores para las entrevistas) y que el maíz y la alfalfa tuvieron muy escasa implantación. Debido a la falta de riego en 2009, el número de encuestas es posiblemente escaso para establecer las prácticas de abonado de cada año (de 2009 en particular) y para los cultivos de alfalfa y girasol; pero sí es suficiente para conocer el abonado de maíz y cereal de invierno en conjunto. Las prácticas de fertilización son atípicas en 2009 (Tabla 4.15) en relación a 2010 y a años anteriores debido a las obras de transformación en marcha durante ese año. 91

94 El cultivo que recibió una mayor dosis de N fue el maíz (346 kg N/ha, con una marcada diferencia entre años), seguido del cereal de invierno (116 kg N/ha). Los otros cultivos mayoritarios, la alfalfa (59 kg N/ha) y el girasol (94 kg N/ha) recibieron cantidades inferiores. También se obtuvieron algunas respuestas para cultivo de veza (2) y sorgo (1), de menor implantación en la zona (Tabla 4.15). Para los dos cultivos más abonados, los resultados son inferiores en 2009 que en 2010, lo que obedece seguramente a la incertidumbre de llegar a cosechar en 2009, ante la inminencia de los trabajos de transformación. La cantidad de N de origen mineral es mayor que la de origen orgánico en todos los años y cultivos excepto para girasol y alfalfa en 2009, porque ante la perspectiva de las obras los agricultores prefirieron no invertir en abonos minerales y emplear residuos ganaderos. En conjunto, el N orgánico supone el 22% (maíz) y 15% (cereal) del N total aplicado; pero es muy superior en alfalfa (54%) y girasol (52%) debido a las altas dosis de abono orgánico aplicadas en 2009 a estos cultivos. Tabla Cuenca de La Violada. Nitrógeno aplicado en promedio con la fertilización (mineral y orgánica) a los principales cultivos y número de encuestas para cada cultivo (Núm) en los años hidrológicos 2009 y 2010 y el promedio de los dos años ponderado por el número de encuestas. kg N/ha Media Cultivo N N N min org total Núm N N N min org total Núm N N N min org total Núm Maíz Cereal Alfalfa Girasol Veza (1) Sorgo (1) (1) Resultados de una o dos únicas encuestas y posiblemente poco representativos de las prácticas de fertilización de estos cultivos en la cuenca. La cantidad de N de origen orgánico y mineral aplicado en cada encuesta, se presenta en la Figura 4.9 en orden creciente de N total para los cultivos más importantes en La Violada (maiz, alfalfa, cereal de invierno y girasol) en los años 2009 y Finalmente, la Tabla 4.16 presenta la información detallada sobre aplicaciones fertilizantes para los cultivos de maíz, alfalfa, cereal de invierno y girasol en La Violada para los años hidrológicos 2009 y 2010: para cada aplicación de abonado orgánico, presiembra y las distintas coberteras, las dosis (media y desviación estándar), el 92

95 porcentaje de agricultores que la efectúan y las fechas de aplicación (fecha media y desviación estándar). kg N/ha kg N/ha Fertilización del maíz 2009 y 2010 N orgánico N mineral Encuestas Fertilización del cereal 2009 y 2010 N orgánico N mineral Encuestas kg N/ha kg N/ha Fertilización de la alfalfa 2009 y 2010 N orgánico N mineral Encuestas Fertilización del girasol 2009 y 2010 N orgánico N mineral Encuestas Figura 4.9. Cuenca de La Violada. Encuestas individuales de fertilización: Masa total de N de origen mineral y origen orgánico aplicado en orden creciente de N total. A continuación se describen las prácticas de fertilización para los cultivos más importantes de La Violada, según se han determinado a través de las encuestas. Fertilización nitrogenada del maíz El número de respuestas sobre fertilización del maíz ha sido relativamente escaso debido al patrón de cultivos atípico de La utilización de abonos orgánicos en maíz fue baja: ninguna aplicación en 2009 y solo un 30% de los agricultores encuestados lo aplicaron en 2010 (purín porcino y estiércol de vacuno) en marzo-abril. Prácticamente todos los agricultores aplicaron una presiembra a mediados de abril, unos días antes de siembra, consistente en un abono complejo medio en N ( , ). En 2010 (la única respuesta de 2009 es muy atípica como ya se ha señalado), todos los agricultores aplican una primera cobertera de urea o solución nitrogenada N32 (junio), el 80%, una segunda, y el 60% una tercera, ambas en julio, en forma líquida (N27 y sobre todo N32) (Tabla 4.16). De los 346 kg N/ha aplicados al maíz, el 22% son de origen orgánico. La mayor aportación de N al maíz corresponde a la primera cobertera (118 kg N/ha), seguida del abonado orgánico (84 kg N/ha), la presiembra (68 kg N/ha) y la segunda cobertera (60 kg N/ha), siendo la aportación de la tercera cobertera bastante inferior (39 kg N/ha). 93

96 El aporte de N orgánico (al revés que la presiembra y las coberteras 1ª y 2ª que aplican todos o casi todos los agricultores) se realiza a través de unos pocos agricultores (30%) que aplican unas dosis muy elevadas (281 kg N/ha) (Tabla 4.16). Esto se refleja en la Figura 4.9 en que las mayores aplicaciones registradas se corresponden con las encuestas que presentan abonado orgánico, con una pequeña reducción del aporte mineral. Este patrón de fertilización, correspondiente a la nueva situación en riego por aspersión, es bastante similar al observado en riego por inundación en La Violada en los años 90 (1995 y 1996; Isidoro et al., 2006b) y en los convenios de años precedentes, si bien la dosis total es algo inferior a la de los años 90. Fertilización nitrogenada de la alfalfa La fertilización de la alfalfa en 2009 también resultó diferente de la de 2010 y la de años precedentes, en cuanto a la aplicación total (más alta, 116 kg N/ha) y el uso de N orgánico, estiércol de vacuno (83%). En los años 90 no se utilizaron abonos orgánicos en La Violada (tampoco en 2010) y la dosis de N en 2009 es superior a ambas (aunque no es inusual en relación a otras zonas de estudio). El número de encuestas obtenidas para la alfalfa (6) es bajo y los resultados deben considerarse solamente como aproximados. El N se aporta a la alfalfa en dos coberteras (abonos complejos , 13,5-34,5-15 o ): una en marzo-abril y otra en mayo-junio, la segunda aplicación es algo más temprana que en cuando tenía lugar en julio (Isidoro et al., 2006b). En la primera cobertera se aportaron (medias de 2009 y 2010) unos 33 kg N/ha y en la segunda unos 9 kg N/ha, valores muy inferiores a los 96 kg N/ha aportados por abonado orgánico en Esto obedece nuevamente a que la única aportación de estiércol en 2009 es muy alta (192 kg N/ha), aunque solo la efectúa uno de los dos encuestados ese año. Como en el maíz, el aporte de N de origen orgánico es responsable de los valores máximos en la distribución del N aportado (Fig. 4.9) y eleva considerablemente la aportación media, aún produciéndose sobre un número limitado de encuestas. Fertilización nitrogenada de los cereales de invierno En los dos años, un tercio de los agricultores encuestados (en 2009 se registraron 2 aplicaciones más de las señaladas en la Tabla 4.15, pero no se incluyeron en los análisis por no poder determinarse la cantidad aplicada) realizaron una aplicación de N orgánico a los cereales (una práctica inexistente en los años 90, en que solo se aplicaba estiércol al maíz; Isidoro et al., 2006b). 94

97 Tabla Cuenca de La Violada. Fecha media de aplicación (desviación estándar en días entre paréntesis) y cantidad media de N aplicado (NA) en cada abonado (desviación estándar entre paréntesis y % de agricultores que efectuaron esa aplicación) para los principales cultivos extensivos de la cuenca de la Violada en los años hidrológicos 2009 y Aplicaciones Coberteras Abonado orgánico Pre-siembra Primera Segunda Tercera Cultivo Fecha NA Fecha NA Fecha NA Fecha NA Fecha NA (d) kg ha -1 (d) kg ha -1 (d) kg ha -1 (d) kg ha -1 (d) kg ha -1 Año hidrológico 2009 Maíz Abr 108 (-) (-) 100% Alfalfa 15 Jul 192 (-) Mar 20 (-) 15 Jun 20 (-) - - (-) 50% - - (-) 50% (-) 50% - - Cereal de 22 Sep 189 (-) 01 Nov 31 (6) 02 Feb 80 (10) invierno (11) 18%+9%* (31) 27% (22) 91% Girasol 15 Nov 189 (-) 25 Feb 32 (-) (-) 33%+33%* (-) 33% Año hidrológico 2010 Maíz 01 Abr 281 (229) 11 Abr 76 (28) 16 Jun 118 (66) 04 Jul 75 (26) 24 Jul 66 (4) (24) 30% (11) 90% (19) 100% (19) 80% (15) 60% Alfalfa Mar 47 (10) 15 May 30 (1 enc) (22) 50% (-) 25% - - Cereal de 20 Jul 54 (46) 08 Oct 35 (15) 06 Feb 73 (16) 15 Abr 72 (34) - - invierno (76) 33% (21) 71% (28) 100% (0) 13% - - Girasol 15 Oct 18 (-) 02 Jul 21 (5) 13 Jul 44 (3) 10 Ago 40 (-) - - (-) 33% (10) 100% (2) 100% (-) 33% - - * Porcentaje de agricultores encuestados que realizan una única aplicación de abono orgánico + porcentaje de los que realizan dos aplicaciones. Fertilización de la alfalfa en los años siguientes al de siembra. Resultados combinados para los cultivos de trigo y cebada. 95

98 El abono empleado es purín y estiércol de vacuno, y aporta unas dosis de entre 18 kg N/ha y 189 kg N/ha (en 2 aplicaciones), más bajas que las registradas para maíz y alfalfa. La contribución del abonado orgánico a la fertilización total en los cereales es de 18 kg N/ha, el 15% del total. El abono orgánico se aplica normalmente en septiembre, antes de la siembra, y en ese caso, los agricultores no aportan abonado mineral de fondo, pero también se registran aplicaciones en marzo y mayo del año anterior. El abono mineral consiste en una presiembra (21% de los encuestados en 2009 y 71% en 2010) de abonos complejos ( fue el dominante, pero también se utilizan otros como y ) que se aplican en octubre-noviembre y dos coberteras. La primera fue aplicada en enero-febrero por el 100% de los agricultores en 2010 y el 50% en 2009, en forma de urea, U46 (en torno a 80 kg N/ha) en casi todos los casos. La segunda la aplicaron el 13% de los agricultores en 2010 (ninguno en 2009), que aplicaron 72 kg N/ha en forma de U46 y N27 en el mes de abril (Tabla 4.16). Nuevamente las aplicaciones de 2009 resultaron atípicas. En relación a los años 90, el abonado de los cereales es bastante similar, aunque las dosis de los años (116 kg N/ha) son algo inferiores a las de (169 kg N/ha para el trigo y 147 kg N/ha para la cebada; Isidoro et al., 2006b). La mayor parte de la masa de N que entra al sistema con la fertilización de los cereales lo hace a través de la primera cobertera (73 kg N/ha), seguida de la presiembra (19 kg N/ha) y del abonado orgánico (18 kg N/ha) y con una contribución muy baja de la segunda cobertera (6 kg N/ha). Como en maíz y alfalfa, la fertilización orgánica se verifica en un número pequeño de aplicaciones, pero algunas de éstas dan lugar a las aplicaciones más altas de N registradas en los cereales de invierno (Fig. 4.9). Fertilización nitrogenada del girasol Solo se obtuvieron 6 respuestas para la fertilización del girasol (3 en cada año), con lo que los resultados que siguen solo deben interpretarse como una aproximación. En 2009, uno de los encuestados realizó solamente un abonado mineral de fondo y los otros dos una o dos aplicaciones de purín y estiércol; es decir, el abonado de 2009 no refleja las prácticas habituales de manejo del cultivo (como ocurre con los demás cultivos encuestados). Además, los 3 resultados obtenidos en 2010 se refieren a cultivo de girasol como segunda cosecha, tras cebada, con lo que las dosis pueden ser representativas de las prácticas normales (o algo más bajas) pero las fechas están sin duda retrasadas. 96

99 El 66% (2009) y el 33% (2010) de los encuestados realizaron aportes orgánicos al girasol, en octubre-noviembre o en marzo-mayo. En un caso en 2009 se realizaron dos aplicaciones. Las dosis empleadas varían desde 18 kg N/ha hasta 189 kg/ha con una media mayor (139 kg N/ha) en 2009 que en 2010 (18 kg N/ha) debido a que 2 de los 3 agricultores encuestados en 2009 solo aplicaron abonado orgánico. La única presiembra de 2009 consistió en 32 kg N/ha (en febrero) y las de 2010 en 21 kg N/ha (en julio), ambas en forma de La primera cobertera tuvo lugar en julio (U46 y N32, dosis media de 44 kg N/ha) y la segunda en agosto (N32, dosis media de 40 kg N/ha) (Tabla 4.16). El N total aplicado fue superior en 2009 (103 kg N/ha) que en 2010 (84 kg N/ha) (Tabla 4.15) y superior en ambos años al registrado en (66 kg N/ha) cuando el girasol se sembraba únicamente por las subvenciones (Isidoro et al., 2006b). El girasol, regado, como segunda cosecha y con rendimientos aceptables en 2010 se sembró por la producción, no por la subvención. La mayor cantidad de N aplicado en 2009 obedece nuevamente a las aplicaciones de N orgánico, que en este cultivo realizaron (como única aplicación de N) la mayoría de los agricultores encuestados en 2009 y el 50% de los encuestados en ambos años. Estos aportes de N orgánico dan lugar a las máximas entradas de N registradas (Fig. 4.9) Rendimientos de cosecha Los rendimientos de los cultivos en la cuenca de La Violada se obtuvieron de las encuestas realizadas a los agricultores de la CRA (Tabla 4.17). En maíz, cereal y girasol se obtuvieron mayores rendimientos en 2010 que en 2009, lo que puede atribuirse a la entrada en funcionamiento del nuevo sistema de riego. Los rendimientos del maíz en 2010 son bastante superiores a los obtenidos en ( kg/ha; Isidoro et al., 2006b) y 2009 ( kg/ha; Tabla 4.17) lo que se atribuye al nuevo sistema de riego. Y lo mismo pasa con el girasol (1.700 kg/ha en y kg/ha en 2009 frente a en 2010) lo que obedece además a la práctica del cultivo de girasol por la subvención en El rendimiento de la alfalfa, en seco, es similar en que en los años 90 ( kg/ha; Barros et al., 2012) e inferior en 2010 que en Aunque no se ha encontrado una explicación a este hecho, sí cabe señalar que la alfalfa en 2010 se cultivó fundamentalmente en las CR de Gurrea y Tardienta, regadas por superficie. Por otro lado, el rendimiento de 2009 no incluye a las parcelas de alfalfa que se cosecharon después de uno o dos cortes solamente debido a las obras de transformación (para las que no se obtuvo ninguna respuesta). El rendimiento de los 97

100 cereales resultó ligeramente inferior en los 2000 que en los 90 (6.250 kg/ha; Isidoro et al., 2006b); pero como ya se ha señalado superior en 2010 que en Tabla Cuenca de La Violada. Rendimientos medios de los principales cultivos en los años 2009, 2010 y la media de los dos. Rendimiento (kg/ha) Maíz Alfalfa Cereal Girasol Sorgo Media Balance de nitrógeno La concentración en el caudal de salida es similar a la de otros años y algo más baja en 2010 (4,4 mg N-NO 3 /L = 19,5 mg NO 3 /L) que en 2009 (5,2 mg N-NO 3 /L = 23,1 mg NO 3 /L), mientras que las concentraciones de entrada apenas han experimentado variaciones (CHE, 2009), siendo muy bajas en R, P y OE (Tabla 4.18). La principal entrada de N al sistema fue NFS en 2009 (146,6 Mg) y NF en 2010 (561,4 Mg) (Tabla 4.18). Las entradas por NFS son similares en los dos años por las superficies similares de alfalfa (Tabla 4.7) aunque resultan en unos aportes unitarios mucho menores en 2010 por la mayor superficie regada en ese año. La menor importancia de la fertilización NF en 2009 se debe a la menor intensidad de cultivo derivada de las obras de transformación: los agricultores no estaban seguros de llegar a recoger sus cosechas e invirtieron menos en ellas, lo que se refleja en los patrones atípicos de fertilización de 2009 (NF muy baja para maíz y cereal y muy elevada, por aportes orgánicos, para girasol y alfalfa; Tabla 4.15). Por la misma razón el N extraído por las cosechas (NC) es mucho mayor (699,5 Mg) en 2010 que en 2009 (330,5 Mg) aunque los números sean similares (159,1 kg/ha en 2009 y 171,8 kg/ha en 2010) por unidad de superficie regada (Tabla 4.18). La masa unitaria de N exportada fue de 28,5 kg/ha en 2009 (en los flujos de retorno de riego, Q*, se exportaron MNu = 23,2 kg/ha) y de solo 8,4 kg/ha en 2010 (en Q*: MNu = 5,1 kg/ha) (Tabla 4.18). La menor exportación de N en 2010, en contra de la mayor fertilización de ese año, se debe al mínimo flujo neto de salida Q*: un drenaje muy limitado que arrastra una masa de N pequeña. Pero también se observa una menor concentración de N en 2010, lo que se debe a que Q* (aunque muy concentrado en 2010) supone una fracción muy pequeña de Q en ese año, en contraposición con la contribución más diluida de FCan y AC (las OE suponen el 50% de Q en 2010; Tabla 4.13). La concentración de NO 3 en Q* calculada a partir de su 98

101 masa y su concentración ascendería a NO 3 (Q*) = 23,6 mg/l en 2010 y 26,6 mg/l en El balance de N, aproximado, resulta positivo (entradas superiores a las salidas) en 2010 (2,0 kg N/ha) y negativo en 2009 (-9,7 kg N/ha) (prácticamente nulo) y muy pequeño en ambos años (Tabla 4.18). Tabla Cuenca de La Violada. Términos del balance de nitrógeno en la estación de no riego (ENR), la estación de riego (ER) y los años hidrológicos 2009 y Concentraciones de nitrógeno nítrico ponderadas por caudal, y masas de N total y por superficie regada en las entradas y salidas del sistema Concentración (mg/l) ENR ER AH ENR ER AH (1) N riego 0,32 0,45 0,44 0,88 0,57 0,58 N precipitación 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 N otras entradas 4,95 2,48 3,29 4,04 2,97 3,55 N filtraciones de canales 0,21 0,38 0,30 0,75 0,57 0,65 N caudal de salida 4,60 5,61 5,21 4,41 4,46 4,44 Masa N (Mg) ENR ER AH ENR ER AH Riego (NR) 0,1 1,1 1,2 0,5 6,1 6,6 Precipitación (NP) 1,7 1,8 3,5 3,2 2,6 5,8 Fertilización (NF) 206,1 561,4 Fijación simbiótica (NFS) 146,6 151,9 Otras entradas (NOE) (1) 5,4 5,5 10,9 8,3 5,3 13,6 Filtraciones de canales (NFCan) 0,4 0,8 1,2 1,4 1,2 2,6 Caudal de salida (NQ) 20,6 38,6 59,2 16,5 17,8 34,3 Flujos de retorno de riego (NQ*) 15,1 33,1 48,2 8,1 12,6 20,7 N extraído por los cultivos (NC) 330,5 699,5 Balance de nitrógeno ( N) -20,1 8,2 Masa N unitaria (kg/ha regada) ENR ER AH ENR ER AH Riego (NR) 0,1 1,1 1,2 0,1 1,5 1,6 Precipitación (NP) 0,8 0,9 1,7 0,8 0,6 1,4 Fertilización (NF) 99,2 137,9 Fijación simbiótica (NFS) 70,6 37,3 Otras entradas (NOE) (1) 2,6 2,7 5,3 2,0 1,3 3,3 Filtraciones de canales (NFCan) 0,2 0,4 0,6 0,3 0,3 0,6 Caudal de salida (NQ) 9,9 18,6 28,5 4,0 4,4 8,4 Flujos de retorno de riego (MNu) 7,3 15,9 23,2 2,0 3,1 5,1 N extraído cultivos (NC) 159,1 171,8 Balance de nitrógeno ( N) -9,7 2,0 Incluye: escorrentías procedentes del exterior de la zona regable (ESC), entradas subterráneas a través de los acuíferos aluviales (ES); los aportes directos desde el Canal de Monegros (AC); y las aguas residuales de Almudévar (AUrb). 99

102 Índices de calidad del riego y de contaminación El aprovechamiento del agua de riego fue bueno en ambos años, pero se observa un aprovechamiento superior en la ER de 2010: EfR (eficiencia del riego) = 81% y FC (fracción consuntiva) = 89% frente a EfR = 70% y FC = 80% en 2009, con un comportamiento similar en el AH (Tabla 4.19). El valor mínimo de Q* en 2010 resulta en una FD (fracción de drenaje) muy baja (13%), incluso menor para la ER (12%) y muy inferior a la de 2009 (58%). Los valores de EfR en la ER de 2009 (70%) son algo superiores a los de : EfR = 66% (media de los dos años) y 2005: 63%; y algo inferiores a los de 2006 (año con cierta reutilización del drenaje y mejores resultados que 2005): 75% (CHE, 2006, 2007, 2009). Para el conjunto del AH se obtiene una EfR > 100%, lo que se debe al predominio del cereal de invierno junto con las elevadas precipitaciones de primavera en 2009 y al hecho de no completarse el cultivo de la alfalfa en ese año (Tabla 4.19). La FC es claramente superior en 2009 que en años anteriores. Los valores altos de EfR y FC en 2009 son consecuencia del predominio del cultivo de cereal y las altas precipitaciones de primavera (Tabla 4.1). En 2010, los altos resultados de EfR y FC se deben al riego por aspersión y a la presencia de PEA (pérdidas por evaporación y arrastre). Por el contrario, el elevado DH de 2009, muy superior al de (media 26% en la ER y 37% en el AH; CHE, 2009) y al de 2010 (28% en la ER y 26% en el AH; Tabla 4.19), obedece al cultivo incompleto de alfalfa en 2009 (los agricultores no pudieron completar la campaña por las obras de transformación), para el que la ET r quedó muy lejos de la ET c (DH = 53% para la ER y algo menor, 46%, para el AH). Tabla Cuenca de La Violada. Índices de calidad de riego calculados para el conjunto del sistema de riego para la estación de riego (ER) y el año hidrológico completo (AH) en los años 2009 y Índices de calidad de riego ER AH ER AH Eficiencia de riego (EfR, %) 70,0 115,5 81,3 94,2 Fracción consuntiva (FC, %) 80,1 78,2 89,5 89,1 Fracción de drenaje (FD, %) 58,2 57,9 11,7 13,1 Déficit hídrico (DH, %) 52,9 45,5 28,3 25,9 Se aprecia una diferencia muy clara entre FC (89%) y FD (13%) en 2010 (Tabla 4.19) y en los años anteriores (medias de FC = 68% y FD = 50%) lo que se explica por 100

103 la introducción del riego por aspersión (que disminuye el drenaje y aumenta el consumo de agua) y también por el predominio del cultivo de cereal de invierno en Es importante comprobar si en años próximos, con riego de cultivos de mayor consumo, se mantienen esas diferencias en cuanto a drenaje producido y consumo de agua en riego por aspersión. En cuanto al lavado de sales, el IBS (índice de balance de sales) de 2009 fue muy superior al de (6,1 en la ER y 6,8 en el AH; CHE, 2009), siendo el de 2010 fue muy inferior. En ambos años, el IBS es mayor para el AH que para la ER (Tabla 4.20). El FCRP (factor de concentración del agua de riego y de precipitación) fue muy alto en 2009 y 2010; esto se debe a la concentración alta de Q* en relación a R y P. Tabla Cuenca de La Violada. Índices de contaminación por sales y nitrógeno calculados para el conjunto del regadío para la estación de riego (ER) y el año hidrológico completo (AH) en los años 2009 y Índices de contaminación ER AH ER AH Índice Balance Sales (IBS) 13,0 17,5 1,7 2,7 Factor Concentración Riego y Precipitación (FCRP) 22,3 30,2 14,1 21,0 NQ*/NF 23,4% 3,7% NQ*/(NF+NFS) 13,7% 2,9% NQ*/N entradas 13,1% 2,8% A efectos de comparación con , se ha calculado el factor de concentración del riego [FCR = SDT(Q*) / SDT(R)], aunque a partir de este trabajo se pretende utilizar esencialmente la concentración del riego y el drenaje, FCRP, más informativa en este entorno donde las P de la ER no son en absoluto despreciables. Los resultados son bastante más parecidos a los de 2007 (8,2 en la ER y 8,3 en el AH) y 2008 (8,6 en la ER y 8,8 en el AH) (CHE, 2009): en 2009 se tiene FCR = 8,9 en la ER y FCR = 8,0 en el AH y en 2010, FCR = 8,5 en la ER y FCR = 9,2 en el AH. Estos resultados confirman que el drenaje del sistema (Q*) es muy concentrado con relación a las entradas de agua al sistema (R y P), especialmente en el caso de 2010, en el que el volumen de Q* es tan reducido. En el caso de La Violada, las entradas de sales al sistema incluyen las entradas por FC, con lo que la relación SQ*/(SR+SP+SFCan) da un índice de balance de sales (IBS FCan ) más ajustado a la dinámica de sales del conjunto del sistema (suelo regado y acuífero). Este nuevo indicador resulta en 2010 de IBS FCan = 1,4 para la ER y IBS FCan = 2,1 para el AH; indicando un lavado de sales suficiente, pero muy inferior al de 2009: IBS FCan (ER) = 7,5 y IBS FCan (AH) = 8,3. 101

104 La fracción NQ*/NF (indicativa de las pérdidas de fertilizante nitrogenado en los flujos de retorno de riego en una primera aproximación) es elevada en 2009 (23%, similar al 21%-31% de ; CHE, 2009) y muy baja en 2010 (4%) (Tabla 4.20). El elevado valor de 2009 obedece sobre todo a la NF muy baja de ese año, por sus especiales características debidas al proceso de transformación del regadío; al incluir NFS, el cociente baje hasta el 14%, algo mayor que en años anteriores (8%-9% en ; CHE, 2009). El hecho de que el cociente NQ* / (NF + NFS) sea casi igual al NQ* / N entradas (en los dos años) señala la escasa magnitud de la masa de N en las OE. En 2010, los índices de pérdida de N son muy bajos porque las salidas de N procedentes del regadío (NQ*) son muy bajas debido al mínimo valor de Q* (aunque su concentración estimada sea prácticamente tan alta como en 2009). Este hecho se debe a la mayor eficiencia del riego por aspersión, aunque como ya se ha comentado también influye la gran superficie de cereal de invierno. En todo caso, NQ (Masa de N en el caudal de salida) es también bastante bajo y en 2010 resulta la relación NQ / NF = 6,1% (aún si toda la masa de N por D-14 procediera del sistema regado, las pérdidas de N alcanzarían tan solo el 6%) un valor aún muy inferior al de los años con riego tradicional Conclusiones 1. El balance hídrico cerró aceptablemente en los AH 2009 y 2010, lo que da consistencia a los resultados obtenidos. En estos años se han introducido por primera vez las FCan (filtraciones de canales) en el balance, lo que puede ser la causa principal del mejor cierre del balance hídrico. No obstante, algunos resultados preliminares sugieren que dichas filtraciones podrían estar sobrestimadas. 2. Pese a esa posible sobreestimación, la misma metodología seguida en 2009 y 2010 permite obtener algunas conclusiones sobre el efecto del sistema de riego en la masa de sales y N exportada: el riego por aspersión (año 2010) origina un volumen de drenaje y unas masas unitarias exportadas de sales y N en torno a cuatro veces inferior al riego por superficie (año 2009). Esta reducción en la contaminación por sales y N es consecuencia de una mayor fracción de uso consuntivo, una mayor eficiencia del riego y una menor fracción de drenaje en 2010 que en Sin embargo, estos resultados se ven también afectados por el patrón de cultivos, con la alfalfa (elevadas dosis de 102

105 riego por inundación) dominante en 2009 y el cereal de invierno (bajas dosis de riego por aspersión) dominante en En base al balance global de sales, el mismo fue muy negativo (es decir salidas >> entradas) en 2009 y mucho más bajo (o nulo en la estación de riego) en 2010, sugiriendo un lavado insuficiente de sales que podrían acumularse en el suelo y afectar negativamente al rendimiento de los cultivos más sensibles a salinidad como el maíz. 4. Las dosis de fertilización nitrogenada en La Violada en fueron inferiores a las de para el maíz y los cereales de invierno, pero la alfalfa y el girasol recibieron aportaciones muy elevadas de N orgánico en 2009, revelando la utilización de estas superficies como sumidero de residuos ganaderos por parte de los agricultores. La fertilización nitrogenada media en fue muy baja (en torno a 120 kg/ha) debido al predominio del cereal de invierno y alfalfa sobre el maíz, siendo en parte responsable de las relativamente bajas exportaciones de N en estos años. 5. La concentración (por encima del límite de cuantificación en el 44 % de las muestras) y masa de fósforo total exportada en los retornos de La Violada fueron muy bajos en los dos años estudiados en comparación con las otras cuencas estudiadas. A pesar de esto, el valor medio de concentración está muy por encima del umbral de eutrofización (0,02 mg/l). 103

106 5. Cuenca del Alcanadre 5.1. Descripción de la zona de estudio La cuenca del río Alcanadre se localiza en la margen izquierda del tramo medio del río Ebro e incluye el 69 % del Sistema de Riegos de Alto Aragón. Su superficie total es de ha de las cuales el 25% son de regadío. La zona de estudio considerada en este trabajo está delimitada por los canales del Cinca al norte y de Monegros al oeste-suroeste, y por la acequia de Pertusa al este (Figura 5.1), con una superficie total de ha. La superficie regable en el área de estudio es de ha de las cuales han sido regadas durante la campaña de riego de 2009 y en la campaña de riego de Esta área pertenece a 34 comunidades de base de la Comunidad General de Riegos del Alto Aragón (CGRAA) ocupando el 98,1% del total regado. El 1,9% de la superficie restante se riega directamente del río Alcanadre y corresponde a huertos tradicionales en los cuales es difícil estimar el volumen de riego aplicado. El clima de la zona de estudio es semiárido, se caracteriza por tener unas precipitaciones de entre 300 y 400 mm concentradas en los meses de otoño y primavera, y unos periodos estivales secos y con altas temperaturas (temperatura media de unos 22 ºC). Los datos climáticos de la zona de estudio se tomaron de siete estaciones meteorológicas pertenecientes a la red SIAR del Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino (Oficina del Regante, 2010). Las estaciones están localizadas en los términos municipales de Alcolea de Cinca, Grañén, Tardienta, Lanaja, Sariñena, Huerto y Sodeto. La Tabla 5.1 presenta los valores medios mensuales y anuales de los principales parámetros meteorológicos (precipitación, temperatura media y evapotranspiración de referencia) calculados a partir de los datos registrados durante los años hidrológicos 2009 y Los valores presentados son medias ponderadas por la superficie regada que se considera representada por cada estación meteorológica. La temperatura media de todo el periodo es de 13,7ºC dándose las temperaturas más altas en el mes de julio (~25ºC) y las más frías en enero (~4ºC). La precipitación anual fue 57 mm mayor en el año 2009 que en 2010, siendo la precipitación media de los dos años de 386 mm. La precipitación en ambos años se caracterizó por un periodo estival seco y un segundo periodo seco, no tan marcado, en invierno. La precipitación estival (junio-agosto) fue fuerte en algunos meses (58,4 mm en agosto de 2009 y 34,5 mm en junio de 2010) debido a la presencia de fenómenos tormentosos intensos. El mínimo invernal (secundario) de precipitación se presentó en febrero en 104

107 2009 y en noviembre en 2010; pero la precipitación de primavera (marzo-mayo; de importancia para el riego de los cereales de invierno) de 2010 (75,8 mm) fue bastante inferior a la de 2009 (138,6 mm), debido sobre todo al máximo de precipitación mensual de abril de 2009 (98,1 mm) (Tabla 5.1). Figura 5.1. Cuenca del Alcanadre. Cuenca hidrográfica y zona regable del río Alcanadre, estaciones depuradoras, almenaras y aliviaderos, estaciones meteorológicas, municipios, estaciones de aforo y de la red CEMAS empleadas, red hidrográfica y unidades de trabajo para el cálculo de la ET r. 105

108 Tabla 5.1. Cuenca del Alcanadre. Precipitación (P), temperatura media (T) y evapotranspiración de referencia Penman-Monteith (ET 0 ) mensual y anual de los años hidrológicos 2009 y Elaboración propia a partir de los datos de la red SIAR. Mes P (mm) T (ºC) ET 0 (mm) P (mm) T (ºC) ET 0 (mm) Octubre 67,4 13, ,4 15,3 80 Noviembre 36,5 6, ,7 9,8 41 Diciembre 38,7 4, ,9 5,1 26 Enero 18,6 4, ,2 4,7 31 Febrero 13,7 6, ,9 4,9 41 Marzo 21,5 9, ,0 8,3 75 Abril 98,1 11, ,2 13,0 102 Mayo 19,0 18, ,6 15,3 153 Junio 14,8 22, ,5 20,2 170 Julio 4,6 24, ,8 25,3 209 Agosto 58,4 24, ,1 23,2 181 Septiembre 23,1 19, ,4 18,4 113 Anual 414,3 13, ,8 13, Se dispone de información detallada reciente de los suelos regados de solo ha en la zona de estudio (14 % de la superficie total regada), que pertenecen a la comunidad de regantes de Alconadre (ubicada en la parte este de la zona regable y drenada por la cuenca del arroyo del Reguero, 1355 ha), las comunidades de regantes de Orillena, Lanaja y Lalueza (parte oeste de la zona regable drenada por el colector D-78, 4920 ha) y las comunidades de regantes de Grañén, Tramaced y Piracés (parte norte de la zona regable drenada por el colector C-6, 2623 ha) (Stambouli, 2008 y Skhiri et al, 2009). Además se ha recopilado información sobre suelos procedente de estudios previos en la zona encargados por el Ministerio de Agricultura en el año 1974 (IRYDA, 1974). En total se dispone de 87 muestras de suelo. En la Tabla 5.2 se muestran los valores medios de densidad aparente, capacidad de campo, punto de marchitez permanente y profundidad del suelo para las 87 muestras consideradas. Tabla 5.2. Cuenca del Alcanadre. Valores medios de densidad aparente (Da), capacidad de campo (CC), punto de marchitez permanente (PM) y profundidad del suelo en 87 puntos de la cuenca del Alcanadre. Nº muestras Da (g/cm 3 ) CC (% peso) PM (% peso) Profundidad (mm) 87 1,421 0,224 0,

109 La distribución de cultivos en el sistema Riegos del Alto Aragón ha evolucionado a lo largo de los últimos 20 años desde un patrón basado en cereales de invierno, a otro en el que dominan los cultivos de verano (maíz y alfalfa), con mayores necesidades hídricas (Lecina et al., 2009). El arroz también ocupa una superficie importante en la zona (el 7% en Riegos del Alto Aragón), concentrándose su cultivo en zonas con problemas de salinidad. En las campañas de riego 2003 y 2004 el maíz y la alfalfa ocupaban el 60% de la superficie regada en el sistema de Riegos del Alto Aragón, mientras que la superficie dedicada a los cereales de invierno era tan solo del 18% (Lecina et al., 2009). En las Tablas 5.3 y 5.4, se detalla la distribución de los cultivos en cada una de las comunidades de regantes incluidas dentro de la zona de estudio (se considera solo la superficie de cada comunidad que se encuentra dentro de la cuenca). En los dos últimos años (2009 y 2010) la superficie ocupada por cereal de invierno ha aumentado considerablemente respecto al patrón de años anteriores, alcanzando el 26,1% y 32,7% de la superficie total, mientras que los cultivos con mayores necesidades hídricas han disminuido (solo el 23,2% y 23,5% para la alfalfa y 19,6 % y 16,1% en maíz). La superficie dedicada al cultivo de arroz también ha disminuido, cultivándose en la actualidad la mitad de lo que se cultivaba tradicionalmente en la cuenca del Flumen (Tablas 5.3 y 5.4). Alrededor del 10 % de la superficie de regadío se mantuvo sin cultivar durante los años 2009 y La superficie no cultivada en 2009 fue ligeramente mayor que en 2010 (11,2% y 8,2% respectivamente), probablemente debido al progreso del las obras de modernización de los sistemas de riego tradicionales. Como se observa en las tablas de distribución de cultivos (Tablas 5.3 y 5.4) una tercera parte de la superficie regable esta ocupada por cultivos implantados en riego por inundación y el resto bajo riego por aspersión. Estos datos se han elaborado a partir de la información facilitada por la CGRAA. En las comunidades de regantes que se riegan por aspersión (A19-20, Alconadre, La Corona, La Sabina, Lasesa, Miguel Servet, Pertusa y Piracés) predomina el cultivo del maíz seguido de la alfalfa. En cambio, en las comunidades regadas por inundación el cultivo mayoritario es el cereal de invierno. Estas diferencias en el patrón de cultivos para los diferentes sistemas de riego se vienen observando desde hace años (Lecina et al., 2009). 107

110 Tabla 5.3. Cuenca del Alcanadre. Superficie ocupada por cada cultivo y en abandono en cada comunidad de regantes (CR) en la zona regable del Alcanadre en el año hidrológico 2009 (AH: octubre a septiembre). CI = cereal invierno; AL = alfalfa; MA = maíz; AR = arroz; VE = veza; FR = frutales; OT = otros; NC = no cultivado. CR CI AL MA AR VE FR OT NC TOTAL Superficie (ha) A Albero bajo Alconadre Almuniente Barbués Callén Cartuja Collarada Collarada Grañén-Flumen La corona La sabina Lalueza Lanaja Lasesa Miguel Servet Montefrula Orillena Pertusa Piracés Sangarrén Santa Cruz* Sector VII Sector VIII Sector X Sector XI Sodeto-Alberuela Tabernas Buñales Tardienta* Torralba Torres Barbués Tramaced Valfonda Vicién % Aspersión 7,4 9,0 11,3 0,8 0,6 0,4 2,8 2,3 34,6 % Inundación 18,7 14,2 8,3 6,5 3,2 0,6 4,9 8,9 65,4 Total Regable (ha) Total (% Regable) 26,1 23,2 19,6 7,3 3,8 1,1 7,7 11,2 100 *CR no incluidas en su totalidad dentro de la cuenca del Alcanadre. 108

111 Tabla 5.4. Cuenca del Alcanadre. Superficie ocupada por cada cultivo y en abandono en cada comunidad de regantes (CR) en la zona regable del Alcanadre en el año hidrológico 2010 (AH: octubre a septiembre). CI = cereal invierno; AL = alfalfa; MA = maíz; AR = arroz; GU = guisante; FR = frutales; OT = otros; NC = no cultivado. CR CI AL MA AR GU FR OT NC TOTAL Superficie (ha) A Albero bajo Alconadre Almuniente Barbués Callén Cartuja Collarada Collarada Grañén-Flumen La corona La sabina Lalueza Lanaja Lasesa Miguel Servet Montefrula Orillena Pertusa Piracés Sangarrén Santa Cruz* Sector VII Sector VIII Sector X Sector XI Sodeto-Alberuela Tabernas Buñales Tardienta* Torralba Torres Barbués Tramaced Valfonda Vicién % Aspersión 11,8 9,8 10,1 1,2 1,0 0,4 2,5 1,5 38 % Inundación 20,9 13,7 6,0 6,9 0,5 0,5 6,4 6,6 62 Total Regable (ha) Total (% Regable) 32,7 23,5 16,1 8,1 1,6 0,9 8,9 8,1 100 * CR no incluidas en su totalidad dentro de la cuenca del Alcanadre. La producción animal en la zona de estudio es importante puesto que existe una gran presencia de explotaciones ganaderas. De hecho, la CGRAA abastece de agua a un total de 345 granjas de las cuales 219 son de porcino (información facilitada por la CGRAA). La mayoría de estas explotaciones se encuentran dentro de la zona regable o en sus proximidades y sus residuos se deben usar en la fertilización de la superficie 109

112 regada (o de los secanos cercanos) con lo que su determinación tiene importancia para el balance de nitrógeno de la zona regable. El número real de explotaciones ganaderas dentro de la zona de estudio puede ser superior si se contabilizan las explotaciones no abastecidas directamente por la CGRAA; este aspecto se discute en el Apartado 8 de este informe para todas las cuencas de estudio Metodología específica Balance de agua Para la cuenca del Alcanadre las entradas que se han considerado son: el riego (R), la precipitación (P), las entradas laterales (EL), los aportes de los canales (AC) y las aguas para usos urbanos e industriales (AUrb). Como salidas se han considerado: el caudal de salida (Q), la evapotranspiración real de los cultivos (ET r ) y las pérdidas por evaporación y arrastre (PEA) Entradas de agua al sistema Riego: La CHE facilitó los datos de riego mensual de las 34 comunidades de regantes incluidas en las Tablas 5.3 y 5.4 (Anexo 5.3.1). La mayoría de las comunidades están incluidas en su totalidad en la cuenca del Alcanadre, solo Tardienta y Santa Cruz tienen parte de su superficie fuera de la cuenca. Para estas dos comunidades, los volúmenes de riego facilitados por la CHE se prorratearon por la superficie de cada comunidad incluida dentro de la cuenca. Precipitación: La precipitación y otras variables meteorológicas empleadas para el cálculo del balance de agua en el suelo (ET 0 ) y las PEA (HR y V) se tomaron de siete estaciones de la red SIAR. En la Tabla 5.5 se muestran las estaciones consideradas con su localización geográfica (altitud, coordenadas UTM X e Y y huso). Todas ellas están incluidas dentro de la cuenca a excepción de la estación de Alcolea de Cinca que a pesar de no estar dentro es muy próxima a las comunidades situadas al sureste de la zona de estudio (Miguel Servet y Santa Cruz). Tanto la P como las variables meteorológicas diarias necesarias para el cálculo de la ET r se recogen en los Anexos 5.1. Otras Entradas: Como otras entradas se han considerado únicamente las Entradas Laterales superficiales (EL), que incluyen las entradas por los ríos Isuela, Flumen, Guatizalema y Alcanadre, los retornos urbanos e industriales (datos de depuradoras o calculados a partir de las detracciones) y los aportes de los canales (Anexos 5.5). En la Tabla 5.6 se muestra el municipio donde esta ubicada la estación de aforo de la CHE así como el número que le corresponde dentro de la red de aforos 110

113 de la CHE. El río Isuela a su paso por Pompenillo no tiene estación de aforos, en este caso se toma como caudal el volumen vertido mensualmente desde la depuradora de Huesca al río Isuela (datos facilitados por el Instituto Aragonés del Agua, IAA). Para el resto de las estaciones la CHE ha facilitado los caudales medios diarios durante el periodo de estudio. Tabla 5.5. Cuenca del Alcanadre. Estaciones meteorológicas consideradas. Altitud, coordenadas UTM X e Y y huso. Nombre estación Altitud (m) Coord. X (m) Coord. Y (m) Huso Alcolea de Cinca Tardienta Grañén Huerto Lanaja Sodeto Sariñena Tabla 5.6. Cuenca del Alcanadre. Entradas laterales (EL): cauces y municipio donde esta situada la estación de aforo o de la red CEMAS de CHE y nº de la estación en la red de aforos. Cauce Municipio Nº EA CHE Isuela Pompenillo 218* Flumen Quicena 190 Guatizalema Siétamo 192 Alcanadre Lascellas 091 *Nº estación red CEMAS. Las aguas para usos urbanos se han tomado de distinta manera para los municipios con estación depuradora y los que no la tienen. Para los núcleos urbanos con estaciones depuradoras, se emplearon como aportaciones los volúmenes mensuales de salida de las estaciones depuradoras facilitados por el IAA. Para los núcleos sin estación depuradora, los volúmenes mensuales aportados por retornos urbanos se asumieron como el 80% de los volúmenes mensuales servidos para abastecimiento a poblaciones por parte de la CHE. En la Tabla 5.7 se detalla el tipo de dato empleado en cada uno de los municipios considerados en la zona de estudio. Para los usos industriales se tomó también el 80% de los volúmenes servidos por la CHE como usos industriales a cada una de las comunidades de regantes mencionadas anteriormente (Tablas 5.3 y 5.4) (datos facilitados por la CHE). 111

114 Tabla 5.7. Cuenca del Alcanadre. Municipios considerados para el cálculo de los usos urbanos y tipo de dato empleado. Municipio Albalatillo Albero Bajo Alberuela de tubo Almuniente Barbués Callén Cantalobos Capdesaso Curbe (C. Cinca) Fraella (C. Cinca) Frula Grañén Huerto y venta Ballerías La Cartuja de Monegros Lalueza Lanaja Lastanosa Marcén (C. Cinca) Montesusín Ontiñena Orillena Pallaruelo de Monegros Peralta Pertusa Poleñino Robres San Juan del Flumen San Lorenzo del Flumen Sangarrén Sariñena Sena Senés Sodeto (C. Cinca y C. Monegros) Tabernas-Buñales Tardienta Torralba de Aragón Torres de Barbués Torres y la cuadrada Tramaced (C. Cinca) Valfonda Vicién Villanueva de Sigena Tipo dato 80% abastecimiento poblaciones 80% abastecimiento poblaciones 80% abastecimiento poblaciones 80% abastecimiento poblaciones 80% abastecimiento poblaciones 80% abastecimiento poblaciones 80% abastecimiento poblaciones 80% abastecimiento poblaciones 80% abastecimiento poblaciones 80% abastecimiento poblaciones 80% abastecimiento poblaciones Salidas de depuradora 80% abastecimiento poblaciones 80% abastecimiento poblaciones Salidas de depuradora Salidas de depuradora 80% abastecimiento poblaciones 80% abastecimiento poblaciones 80% abastecimiento poblaciones Salidas de depuradora 80% abastecimiento poblaciones 80% abastecimiento poblaciones 80% abastecimiento poblaciones 80% abastecimiento poblaciones 80% abastecimiento poblaciones Salidas de depuradora 80% abastecimiento poblaciones 80% abastecimiento poblaciones 80% abastecimiento poblaciones Salidas de depuradora 80% abastecimiento poblaciones 80% abastecimiento poblaciones 80% abastecimiento poblaciones 80% abastecimiento poblaciones Salidas de depuradora 80% abastecimiento poblaciones 80% abastecimiento poblaciones 80% abastecimiento poblaciones 80% abastecimiento poblaciones 80% abastecimiento poblaciones 80% abastecimiento poblaciones Salidas de depuradora Los aportes de los canales en la cuenca del Alcanadre se han calculado a partir de las compuertas y aliviaderos situados al principio del tramo IV del canal de Monegros (C61 La Cartuja) y aguas arriba del túnel de Alcubierre (C62) y en el canal del Cinca en la toma de la acequia de Pertusa (C70) y en la almenara situada en Las Casas (Monflroite-Las Casas) que vierte al río Flumen (C79), por ser las únicas 112

115 almenaras (o aliviaderos) con datos de apertura de compuertas y alturas de agua disponibles en la red SAIH. En la Tabla 5.8 se resumen las características geométricas de las cuatro compuertas y aliviaderos utilizados para el cálculo de los aportes de los canales (AC). Tabla 5.8. Cuenca del Alcanadre. Datos de las compuertas y aliviaderos considerados para el cálculo de aportes de los canales. Compuerta Aliviadero Nombre Altura mínima (m) Anchura (m) Longitud labio (m) Altura vertido (m) C61 La Cartuja 0,017 4, ,00 C62. Túnel de Alcubierre 0,070 4, ,15 C70. Toma de Pertusa 0,030 6, ,00 C79 Almenara de las Casas 0,101 0,6 50 4, Salidas de agua del sistema El caudal de salida (Q) se ha registrado diariamente en la estación de aforo Nº 193 de la red de aforos que la CHE tiene instalada en el río Alcanadre en el municipio de Ballobar. La CHE ha facilitado los caudales medios diarios de los dos años de estudio (2009 y 2010). Las otras salidas de agua consideradas en la cuenca del río Alcanadre son la ET r y las PEA que se han calculado mediante el balance de agua en el suelo descrito en el apartado Para ello se han definido 12 unidades de trabajo combinando la climatología y la fenología de la zona (comarca agraria). En las Tablas 5.9 y 5.10 se describen cada una de las unidades de trabajo en cuanto a clima (estación meteorológica), fenología (comarca agraria seleccionada para definir las etapas de los cultivos), sistemas de riego considerados en cada unidad de trabajo, superficie regada, superficie ocupada por cada uno de los cultivos y características de los suelos. Cada unidad de trabajo incluye íntegramente a una o varias CR (Tabla 5.11). En cada unidad de trabajo se considera un único método de riego o dos, según los tipos de riegos dominantes en las CR que incluye. Las variables meteorológicas diarias utilizadas para el cálculo de ET r y PEA (P, ETo, HR y V), así como la temperatura (T) se presentan en los Anexos

116 Tabla 5.9. Cuenca del Alcanadre. Unidades de trabajo definidas en el año Estación climática, zona fenológica, sistema de riego (I: inundación y A: aspersión), superficie regada (ha), MZ=maíz, AL=alfalfa, CI=cereal de invierno, AR=arroz, HR=hierba, GI=girasol, GU=guisante, FR=frutal, OT=otros cultivos, densidad aparente (Da), capacidad de campo (CC), punto de marchitez permanente (PMP) y profundidad del suelo (Prof). Unidad trabajo Estación climática Zona fenológica Sist. riego Superficie regada MZ AL CI AR HR GI GU FR OT Da CC PMP Prof (ha) (g/cm3 ) (% en peso) (mm) A-F Alcolea Fraga I ,42 0,24 0, I A-S Alcolea Sariñena A ,42 0,24 0, G-A Grañén Alcolea I ,42 0,21 0, I G-G Grañén Grañén A ,42 0,21 0, I H-S Huerto Sariñena A ,42 0,22 0, L-G Lanaja Grañén I ,41 0,28 0, L-S Lanaja Sariñena I ,41 0,28 0, I S-S Sariñena Sariñena A ,41 0,28 0, So-G Sodeto Grañén I ,48 0,26 0, So-S Sodeto Sariñena I ,48 0,26 0, T-A Tardienta Almudévar I ,42 0,24 0, T-G Tardienta Grañén I ,42 0,24 0,

117 Tabla Cuenca del Alcanadre. Unidades de trabajo definidas en el año Estación climática, zona fenológica, sistema de riego (I: inundación y A: aspersión), superficie regada (ha), MZ=maíz, AL=alfalfa, CI=cereal de invierno, AR=arroz, HR=hierba, GI=girasol, GU=guisante, FR=frutal, OT=otros cultivos, densidad aparente (Da), capacidad de campo (CC), punto de marchitez permanente (PMP) y profundidad del suelo (Prof). Unidad trabajo Estación climática Zona fenológica Sist. riego Superficie regada MZ AL CI AR HR GI GU FR OT Da CC PMP Prof (ha) (g/cm3 ) (% en peso) (mm) A-F Alcolea Fraga I ,42 0,24 0, I A-S Alcolea Sariñena A ,42 0,24 0, G-A Grañén Alcolea I ,42 0,21 0, I G-G Grañén Grañén A I H-S Huerto Sariñena A ,42 0,21 0, ,42 0,22 0, L-G Lanaja Grañén I * ,41 0,28 0, L-S Lanaja Sariñena I ,41 0,28 0, I S-S Sariñena Sariñena A ,41 0,28 0, So-G Sodeto Grañén I ,48 0,26 0, So-S Sodeto Sariñena I ,48 0,26 0, T-A Tardienta Almudévar I ,42 0,24 0, T-G Tardienta Grañén I ,42 0,24 0, *Sorgo en lugar de girasol. 115

118 Tabla Cuenca del Alcanadre. Comunidades de regantes incluidas en cada una de las unidades de trabajo. Unidad de trabajo A-F A-S G-A G-G H-S L-G L-S S-S So-G So-S T-A T-G Comunidad de regantes Santa Cruz Miguel Servet Collarada1 Almuniente Collarada2 Piracés La Corona Grañen-Flumen Albero bajo Callén Tramaced A19-20 Alconadre Pertusa Sector VIII Lanaja Orillena Cartuja Sector XI La sabina Lasesa Sector VII Sodeto-Alberuela Sector X Lalueza Montefrula Torralba Tardienta Valfonda Torres Barbués Barbués Sangarrén Vicién Tabernas Buñales 116

119 Balances de sales y nitrógeno Entradas de sales y nitrógeno al sistema Riego: La CHE proporcionó los resultados analíticos de conductividad eléctrica y concentración de nitrato de muestras mensuales del Canal de Monegros y el embalse del Grado (Canal del Cinca) (Anexo 5.3.2). A falta de datos más precisos sobre el volumen de agua de riego procedente del Canal del Cinca y del Canal de Monegros en el conjunto de la zona de estudio (puesto que todas las CR regadas aguas abajo del Abrazo de Tardienta, por los canales de Monegros y Flumen, reciben agua de los dos canales) se asumió que el volumen de riego procedía en un 60% del Canal de Monegros y en un 40% del Canal del Cinca. La escasa diferencia en salinidad y concentración de nitrato entre ambos canales resta importancia a la determinación de esta fracción. La salinidad del riego se determinó a partir de las relaciones establecidas entre los sólidos totales disueltos (SDT) y la CE de muestras mensuales históricas de CHE: Canal de Monegros: SDT (mg/l) = 523,5 CE (ds/m) + 99,6; R 2 = 0,75 Canal del Cinca: SDT (mg/l) = 219,5 CE (ds/m) 169,9; R 2 = 0,17 Entradas Laterales: Para la determinación de la calidad de las entradas laterales se tomaron muestras manuales con una periodicidad mensual en cada uno de los puntos detallados en la Tabla 5.6. En el río Isuela en Pompenillo, se tomó como contenido de N el facilitado por el IAA para la depuradora de Huesca, pero la CE utilizada fue la medida mensualmente en ese punto. Para estimar los SDT a partir de estas lecturas de CE se utilizaron las relaciones descritas para estos puntos en el informe del convenio de (CHE, 2009). Precipitación, Aportes urbanos y Aportes de Canales: Las estimas de las concentraciones y masas de sales y nitrato en la precipitación, los aportes urbanos e industriales y los aportes directos de los canales están descritas en la metodología general (apartados 2.2 y 2.3). Fertilización y Fijación simbiótica: Las entradas de N por fijación simbiótica (NFS) se calcularon de la misma manera en todas las cuencas, según se describe en el apartado de metodología general (apartado 2.3). Las entradas por fertilización (NF) se calcularon a partir de 134 encuestas realizadas en 2009 y 58 en Salidas de sales y nitrógeno del sistema Caudal de salida: La CE y NO 3 se determinó en las muestras diarias tomadas por un muestreador automático instalado en la EA nº 193 de la CHE. La CE se transformó 117

120 a SDT mediante la ecuación SDT (mg/l) = 695,7 CE (ds/m) + 86,4 (R 2 = 0,98) obtenida a partir de 14 medidas de SDT realizadas en (CHE, 2009). En algunas muestras se determinó además la concentración de amonio (NH + 4 ), pero se encontró que era nula (por debajo del límite de cuantificación) o despreciable frente al NO 3 y dejó de analizarse. ET r y PEA: Tanto la ET r como las PEA se consideran libres de contaminantes. Nitrógeno extraído por los cultivos: Descrito en la metodología general Resultados y discusión Caudal, sales, nitrato y fósforo en el punto de salida de la cuenca del Alcanadre Los datos diarios de caudal medio (m 3 /s), CE (ds/m), NO 3 (mg/l) y PT (mg/l) del río Alcanadre en Ballobar (estación nº 193) durante los años hidrológicos 2009 y 2010 se recogen en los Anexos 5.2.1, 5.2.2, y respectivamente Caudal Los caudales medios anuales del río Alcanadre fueron muy similares en los dos años de estudio (13,4 y 14,4 m 3 /s en 2009 y 2010 respectivamente). Además, apenas se observan diferencias entre los caudales de la ER y ENR de cada año (Tabla 5.12 y Fig. 5.2), al contrario que en otras cuencas y colectores de zonas regables. Incluso durante el año 2010 el caudal medio fue mayor en la ENR que en la ER (Tabla 5.12). Tabla Cuenca del Alcanadre. Alcanadre en Ballobar (EA nº 193): estadística básica del caudal medio diario (Q md ) en la estación de no riego (ENR: octubre a marzo), estación de riego (ER: abril a septiembre) y año hidrológico (AH: octubre a septiembre) de los años 2009, 2010 y Q md (m 3 /s) ENR ER AH ENR ER AH ENR ER AH Máximo 72, , , Mínimo 6,5 6,8 6,5 6,6 8,7 6,6 6,5 6,8 6,5 Media 12,6 14,3 13,4 14,9 14,0 14,4 13,7 14,1 13,9 Mediana 10,2 11,2 10,9 11,6 11,7 11,6 10,5 11,6 11,2 CV (%) 65% 78% 73% 63% 83% 73% 65% 81% 73% Nº observ Los picos de caudal que alteran el nivel base, más o menos constante todo el año, son debidos a las crecidas puntuales derivadas de las precipitaciones (Fig. 5.2). El caudal máximo observado durante el año 2009 fue de 104 m 3 /s y se presentó 118

121 inmediatamente después de las lluvias de los días 10 y 11 de abril (54,2 mm). Para el año 2010 el caudal máximo fue algo mayor (146 m 3 /s el 11 de junio) aunque las lluvias de los días previos fueron menos intensas (21,2 mm en los cinco días anteriores). Los dos años de estudio presentan unos inviernos bastante lluviosos con precipitaciones de 196 y 222 mm para las ENR de 2009 y Año hidrológico ,4 mm R P Q 31,8 mm 34,8 mm 20 Q (m 3 /s) P y R (mm) Año hidrólogico oct-09 nov-09 Q (m 3 /s) dic-09 ene-10 feb-10 mar-10 abr-10 may-10 jun-10 jul-10 ago-10 sep-10 oct-10 oct-08 nov-08 dic-08 ene-09 feb-09 mar-09 abr-09 may-09 jun-09 jul-09 ago-09 sep-09 oct-09 R P Q P y R (mm) 0 Figura 5.2. Cuenca del Alcanadre. Alcanadre en Ballobar (EA nº 193): caudal medio diario (Q), precipitación diaria (P) y riego (R) en la estación de no riego (ENR: octubre a marzo), estación de riego (ER: abril a septiembre) y año hidrológico (AH: octubre a septiembre) de los años 2009 y

122 Concentraciones de sales (CE) y nitrato (NO - 3) La CE media medida en Ballobar desde octubre de 2008 hasta septiembre de 2010 fue de 1,0 ds/m (equivalente a 782,1 mg/l). Durante el año 2009 la CE media de la ENR resultó menor que durante la ER, mientras que en 2010 ocurre lo contrario. El valor máximo encontrado a lo largo de los dos años es de 1,9 ds/m (ENR de 2010) y el mínimo es de 0,56 ds/m y se da en la ENR de 2009, coincidiendo con un pico de Q debido a precipitación (Tabla 5.13; Figuras 5.3 y 5.4). El 92% de las muestras tomadas durante los dos años está por encima de 0,7 ds/m y ninguna ha excedido el límite de 3,0 ds/m (umbrales de nula y de severa limitación de uso del agua para riego por su salinidad, respectivamente, según las normas FAO; Ayers y Westcot, 1985). La CE presentó mayor variabilidad durante la ENR que durante la ER (CV ENR = 20-21% y CV ER =12-14%). Este patrón se cumple para los dos años hidrológicos y es inverso al observado para Q, donde los CV fueron superiores para la ER que para la ENR debido a los máximos de Q que se registraron en primavera, dentro de la ER (Tabla 5.12). Las Figuras 5.3 y 5.4 muestran una CE bastante uniforme a lo largo de las dos ER (particularmente de julio a septiembre), con episodios largos de dilución en abril de 2009 y en mayo y junio de 2010, ligados a periodos de caudales altos como consecuencia de las precipitaciones (Figuras 5.2). La CE presenta mayores oscilaciones durante la ENR (sobre todo en 2010) también debidas a la dilución asociada a los periodos de caudales altos. En general se puede decir que la salinidad en el río Alcanadre es baja. Las concentraciones de nitrato durante los dos años de estudio oscilan entre 2,8 y 57,9 mg/l, ambos extremos se dan durante la estación de riego del año hidrológico 2009 (Tabla 5.14). El valor medio para todo el periodo es de 19,7 mg/l, valor que se encuentra ligeramente por encima del obtenido en 2010 (18,4 mg/l) y por debajo de la media de 2009 (21,1 mg/l). La concentración de nitrato del río Alcanadre se ve afectada por los altos caudales al igual que ocurre con la CE, traduciéndose en una disminución de la concentración en las épocas en que el caudal es mayor. Además durante la ENR de ambos años las concentraciones medidas presentan mayor variabilidad que durante la ER [CV muy superiores durante la ENR (37-42%) que durante la ER (26-27%); Tabla 5.14]. Como con la CE, el NO 3 medio resultó inferior en la ENR que en la ER en 2009 y al revés en En el año 2010 el valor máximo medido de NO 3 (38,2 mg/l en la ENR) no superó el límite de 50 mg/l. En el año 2009, solo una muestra superó dicho umbral. El NO 3 fue superior a 25 mg/l (antiguo nivel guía para las aguas destinadas a consumo humano; Directiva 80/778 CEE) con mayor frecuencia en la ENR (35% de las 120

123 observaciones en 2009 y 36% en 2010) que en la ER (19 y 3%), en línea con la mediana, inferior durante las ER que durante las ENR (Tabla 5.14). Tabla Cuenca del Alcanadre. Alcanadre en Ballobar (EA nº 193): estadística básica de la CE diaria (CE) en la estación de no riego (ENR: octubre a marzo), estación de riego (ER: abril a septiembre) y año hidrológico (AH: octubre a septiembre) de los años 2009, 2010 y CE (ds/m) ENR ER AH ENR ER AH ENR ER AH Máximo 1,39 1,42 1,42 1,89 1,17 1,89 1,89 1,42 1,89 Mínimo 0,56 0,66 0,56 0,58 0,63 0,58 0,56 0,63 0,56 Media 1,01 1,06 1,04 0,98 0,95 0,96 0,99 1,01 1,00 Mediana 1,07 1,09 1,09 1,00 0,98 0,98 1,03 1,01 1,02 CV (%) 20% 14% 17% 21% 12% 17% 21% 14% 18% Nº de observ Nº > 0,7 ds/m (% Total) 87% 97% 92% 90% 95% 92% 87% 96% 92% Nº > 3,0 ds/m (% Total) 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% Tabla Cuenca del Alcanadre. Alcanadre en Ballobar (EA nº 193): estadística básica de la concentración de NO 3 - diaria en la estación de no riego (ENR: octubre a marzo), estación de riego (ER: abril a septiembre) y año hidrológico (AH: octubre a septiembre) de los años 2009, 2010 y NO - 3 (mg/l) ENR ER AH ENR ER AH ENR ER AH Máximo 34,5 57,9 57,9 38,2 31,9 38,3 38,2 57,9 57,9 Mínimo 3,22 2,80 2,80 7,01 3,01 3,01 3,22 2,80 2,80 Media 20,8 21,4 21,1 20,5 16,2 18,4 20,7 18,8 19,7 Mediana 22,5 21,8 22,2 21,8 16,2 17,4 21,9 19,2 19,7 CV (%) 37% 26% 32% 42% 27% 39% 39% 30% 36% Nº de observ Nº > 25 mg/l (% Total) 35% 19% 27% 36% 2,7% 19% 35% 11% 23% Nº > 50 mg/l (% Total) 0% 0,5% 0,3% 0% 0% 0% 0% 0,3% 0,1% En las Figuras 5.3 y 5.4 se aprecia claramente el efecto de dilución comentado anteriormente que tienen los altos caudales en las concentraciones de sales y nitrato 121

124 de los años 2009 y 2010, si bien en los valores medios estacionales no llega a apreciarse este efecto dilución (a mayores Q md en cada ER o ENR no corresponden menores CE y NO 3 ). Q md (m 3 /s) CE (ds/m) NO3 - (mg/l) oct-08 nov-08 dic-08 ene-09 feb-09 mar-09 abr-09 may-09 jun-09 jul-09 ago-09 sep-09 oct-09 Figura 5.3. Cuenca del Alcanadre. Alcanadre en Ballobar (EA nº 193): valores diarios de caudal medio (Q md ), conductividad eléctrica (CE) y concentración de nitrato (NO 3 - ) en el año hidrológico Las líneas rojas horizontales representan niveles tolerables y máximos de aptitud del agua para riego (CE: 0,7 y 3,0 ds/m) y de aptitud para consumo humano (NO 3 - : 25 y 50 mg/l). 122

125 Q md (m 3 /s) CE (ds/m) NO3 - (mg/l) oct-09 nov-09 dic-09 ene-10 feb-10 mar-10 abr-10 may-10 jun-10 jul-10 ago-10 sep-10 oct-10 Figura 5.4. Cuenca del Alcanadre. Alcanadre en Ballobar (EA nº 193): valores diarios de caudal medio (Q md ), conductividad eléctrica (CE) y concentración de nitrato (NO 3 - ) en el año hidrológico Las líneas rojas horizontales representan niveles tolerables y máximos de aptitud del agua para riego (CE: 0,7 y 3,0 ds/m) y de aptitud para consumo humano (NO 3 - : 25 y 50 mg/l). Tanto el máximo absoluto de NO 3 (19 de septiembre de 2009) como el mínimo absoluto de NO 3 en 2010 (y uno de los 3 valores más bajos registrados) se 123

126 presentaron en septiembre, en observaciones diarias muy diferentes de las de los días anteriores y posteriores. El mínimo del 2 de septiembre de 2010 podría interpretarse como resultado de las lluvias en esa fecha que solo se reflejan en el hidrograma en el día siguiente por tratarse de valores medios diarios; pero para el máximo del 19 de septiembre de 2009 no hay una explicación clara. Es interesante señalar que en 2008 la máxima concentración de NO 3 (57,9 mg/l) se registró en un episodio similar (un pico muy superior a los valores adyacentes y sin correspondencia alguna en el hidrograma) el día 21 de septiembre (CHE, 2009) Masas exportadas de sales y nitrógeno Las masas de sales (SQ) y nitrógeno nítrico (NQ) exportadas diariamente y el caudal medio diario se presentan en las Figuras 5.5 (año 2009) y 5.6 (año 2010) SQ (10-2 Mg/d) y Q (m 3 /s) oct-08 nov-08 dic-08 ene-09 feb-09 mar-09 abr-09 may-09 jun-09 jul-09 ago-09 NQ (Mg/d) y Q (m 3 /s) sep-09 oct-09 oct-08 nov-08 dic-08 ene-09 feb-09 mar-09 abr-09 may-09 jun-09 jul-09 ago-09 sep-09 oct-09 Figura 5.5. Cuenca del Alcanadre. Alcanadre en Ballobar (EA nº 193): valores diarios de caudal medio (Q ) y masas de sales (SQ ) y de nitrógeno (NQ ) exportadas en el año hidrológico

127 80 SQ (10-2 Mg/d) y Q (m 3 /s) m 3 /s 0 oct-09 nov-09 dic-09 ene-10 feb-10 mar-10 abr-10 may-10 jun-10 jul-10 ago-10 sep-10 oct NQ (Mg/d) y Q (m 3 /s) oct-09 nov-09 dic-09 ene-10 feb-10 mar-10 abr-10 may-10 jun-10 jul-10 ago-10 sep-10 oct m 3 /s Figura 5.6. Cuenca del Alcanadre. Alcanadre en Ballobar (EA nº 193): valores diarios de caudal medio (Q ) y masas de sales (SQ ) y de nitrógeno (NQ ) exportadas en el año hidrológico Se observa que la masa de sales responde a la evolución de los caudales a lo largo de los dos años, mientras que la masa de nitrógeno presenta mayores diferencias respecto a la serie de caudales. Este efecto es debido a que como ya se ha comentado la CE es más estable que el NO 3 durante el año hidrológico. Las masas de sales exportadas durante el año 2009 fueron menores en la época de no riego que durante la época de riego ( Mg frente Mg); lo mismo ocurre para las masas de nitrógeno: en la ENR se exportaron 797 Mg N y en la ER se exportaron 985 Mg N. Para el año 2010 las masas exportadas fueron mayores durante los meses de octubre a marzo que durante los meses de abril a septiembre. En la ENR de 2010 se exportan Mg de sales y 882 Mg N y en la ER se exportan Mg de sales y 739 Mg N. Esto concuerda con los caudales y las concentraciones (SDT 125

128 y NO 3 ) encontradas en los años 2009 y 2010, todos ellos (Q, SDT y NO 3 ) menores en la ENR que en la ER en el año 2009 y mayores en Los principales estadísticos de las poblaciones de masas diarias exportadas de sales y de N se recogen en la Tabla Las masas exportadas de N presentan una mayor variabilidad (mayores CV) como corresponde a la mayor variabilidad de la concentración de NO 3. Los valores diarios de SQ son mayores durante la ER que en la ENR, como corresponde a la mayor masa de sales exportada en esa estación en 2009, pero no en 2010, con una media y mediana inferiores en la ER. Los valores diarios de SQ oscilaron entre 509 Mg/día y Mg/día, presentándose los valores máximos siempre en la ER, en la que también se registra un mayor CV, es decir, mayor variabilidad (Tabla 5.15). Las exportaciones diarias de N (NQ) oscilaron entre 0,8 Mg/día y 23,6 Mg/día. Los valores máximos siempre se presentan en la ER (y también, puntualmente, el mínimo absoluto de ambos años) y la variabilidad de las poblaciones de NQ es también mayor durante la ER (mayor CV). Tabla Cuenca del Alcanadre. Alcanadre en Ballobar (EA nº 193): estadística básica de las masas diarias exportadas de sales (SQ) y de nitrógeno (NQ) en la estación de no riego (ENR: octubre a marzo), estación de riego (ER: abril a septiembre) y año hidrológico (AH: octubre a septiembre) de los años 2009 y SQ (Mg/día) ENR ER AH ENR ER AH Máximo Mínimo Media Mediana CV (%) 47% 62% 57% 43% 63% 54% NQ (Mg/día) ENR ER AH ENR ER AH Máximo 12,7 23,6 23,6 14,1 18,7 18,7 Mínimo 2,1 2,8 2,1 3,3 0,8 0,8 Media 4,4 5,4 4,9 4,8 4,0 4,4 Mediana 4,3 4,9 4,6 4,6 3,7 4,2 CV (%) 31% 52% 46% 30% 39% 35% 126

129 Concentraciones y masas exportadas de fósforo La concentración media de PT en la ER-2009 y el AH-2010 en el Alcanadre en Ballobar fue de 0,17 mg/l (con una mediana similar de 0,13 mg/l; Tabla 5.16). El máximo absoluto registrado fue de 0,40 mg/l, muy por debajo del de las cuencas de la Clamor Amarga y Valcuerna. De las 13 observaciones en el periodo de estudio, 11 (el 85%) superaron el límite de cuantificación (0,09 mg/l) (Tabla 5.16). La concentración de PT en el Alcanadre presenta una variabilidad (CV) similar a la de La Violada y superior a la de la Clamor Amarga (con concentraciones más estables) e inferior a la de la Valcuerna, con valores extremos muy acusados. La concentración de PT resultó bastante superior en la ER de 2010 que en la de 2009 (Tabla 5.16; Fig. 5.7) lo que se traduce en una masa exportada también muy superior. Estos valores medios de las ER 2009 y 2010 son superiores al valor registrado durante el año hidrológico 2007 (0,10 mg PT/L) por Skhiri y Dechmi (2011). Las determinaciones de PT efectuadas en el Alcanadre en Ballobar durante los AH 2009 y 2010 se presentan en el Anexo La concentración media de la ER (0,19 mg PT/L; muy alta) es 9 y 3 veces superior a los umbrales de riesgo de eutrofización (0,02 mg/l) y vida de especies salmonícolas (0,07 mg/l), lo que alerta acerca de los muy serios riesgos de contaminación por fósforo en los retornos de esta cuenca. Tabla Cuenca del Alcanadre. Alcanadre en Ballobar (EA nº 193): estadística básica de la concentración de fósforo total (PT) y de la masa de PT exportada total (PQ) y por unidad de superficie regada (PQu) en la estación de no riego (ENR: octubre a marzo), estación de riego (ER: abril a septiembre) y año hidrológico (AH: octubre a septiembre) 2009 y PT (mg/l) ENR ER AH ENR ER AH ENR ER AH Máximo - 0,13-0,16 0,40 0,40 0,13 0,40 0,40 Mínimo - 0,11-0,05 0,05 0,045 0,11 0,045 0,05 Media - 0,12-0,10 0,23 0,18 0,12 0,19 0,17 Mediana - 0,12-0,10 0,21 0,16 0,12 0,16 0,13 CV (%) - 8% - 46% 57% 68% 8% 61% 66% Nº de observ Masas exportadas de PT Media ENR ER AH ENR ER AH ENR ER AH PQ (kg PT) PQu (kg PT/ha) - 0,29-0,39 0,70 1,09-0,50-127

130 La masa de PT exportada por el Alcanadre en Ballobar en el AH-2010 fue de 69,4 Mg (equivalentes a 1,09 kg PT/ha, el valor más alto de las 4 cuencas de estudio), con el 64% de las exportaciones durante la ER (Tabla 5.16). Según Skhiri y Dechmi (2011), la masa exportada es más alta que la masa exportada durante la ER de 2007 (0,13 kg PT/ha). La discrepancia en las masas exportadas durante las ER de 2009 (18,3 Mg) y 2010 (44,7 Mg) se debe a las bajas concentraciones y caudales de 2009 en comparación con 2010 (Fig. 5.7); pero esas bajas concentraciones de 2009 se deben al efecto de la interpolación necesaria debido a la ausencia de datos entre julio y octubre de 2009 y puede ser un artefacto de esa interpolación Q PT 0,45 0,4 0, ,3 Q (m 3 /s) ,25 0,2 0,15 PT (mg/l) 5 0,1 0, Q PQ Q (m 3 /s) oct-08 dic-08 feb-09 abr-09 jun-09 ago-09 oct-09 dic-09 feb-10 abr-10 jun-10 ago-10 PQ (kg/mes) Figura 5.7. Cuenca del Alcanadre. Concentración media mensual (de una o dos medidas por mes) de fósforo total (PT) y masa de fósforo mensual exportada (PQ) por la estación de Alcanadre en Ballobar (EA nº 193). Las dos series se muestran junto al caudal medio mensual (Q). 128

131 Balances de agua, sales y N Balance de agua Las salidas de agua del sistema superan a las entradas en los dos años de estudio ( W = -119 mm en el año 2009 y W = -188 mm en 2010). Para el año 2009 se traduce en un error de cierre del -8% y del -13% para el año siguiente. La mayor diferencia se da entre los meses de octubre a marzo (estación de no riego, ENR) siendo la diferencia mas acusada en el año 2010 (Tabla 5.17). Estos dos hechos ya se observaron en el año 2008 cuyo error de cierre fue de -5%, con una diferencia de -126 mm en la ENR y de 66 mm en la ER (CHE, 2009). Las salidas fueron superiores a las entradas en todas las ENR y ER de los 2 años. A diferencia del año 2008, en los dos años siguientes se ha considerado también como otras entradas los aportes de agua procedentes de los canales. La diferencia negativa obtenida en los dos años hidrológicos podría deberse a entradas no controladas procedentes del secano a través de cauces secundarios no aforados o como agua subterránea, hipótesis que ya se considero en el año 2008 (CHE, 2009) y que podría confirmarse con los resultados obtenidos, de mantenerse en los próximos años. Aunque estos errores de cierre son bajos para un balance de agua a la escala de este trabajo, la consistencia de un error de cierre negativo durante periodos largos de tiempo podría indicar la necesidad de considerar otras entradas o re-evaluar algunos términos del balance. Por otro lado, se sigue manteniendo para estos dos años el error añadido de no poder considerar la totalidad del caudal de entrada procedente del río Isuela puesto que solo se dispone del caudal vertido por la depuradora de Huesca en este punto. La mayor parte de las entradas al sistema se debieron al riego y a la precipitación (77% en 2009 y 75% en 2010). En el año 2009 el riego supuso el 47,2% de las entradas y en 2010 su importancia como entrada fue algo mayor (49,2%). La precipitación en cambio fue mayor en el primer año que en el segundo (414 mm frente a 358 mm) y el reparto de las lluvias durante los años también fue distinto entre los dos años: en 2009 llovió mas durante la ER que durante la ENR y en 2010, por el contrario, las precipitaciones fueron mayores en la ENR que en la ER (Tabla 5.17). Las otras entradas suponen aproximadamente una cuarta parte del total de las entradas en el AH (23% en 2009 y 25% en 2010), siendo su contribución mucho más importante durante la ENR (43-47%) que durante la ER (14%), cuando las entradas por riego son muy superiores. El 97% de las OE proviene de las EL, es decir, del vertido desde la depuradora de Huesca al río Isuela y las entradas de los ríos Flumen en Quicena, Guatizalema en Siétamo y el Alcanadre en Lascellas. De estos cuatro, el 129

132 que tiene más peso es el río Alcanadre en Lascellas. En el Anexo se recopilan los caudales medios diarios de los cuatro puntos. El flujo de salida atribuible al regadío (flujos de retorno de riego, Q*) es muy inferior al caudal Q medido en Ballobar (Q 2009 */Q 2009 = 50% y Q 2010 */Q 2010 = 52%), debido a la importancia de las aportaciones de las EL señaladas anteriormente. La mayor salida de agua del sistema es la evapotranspiración real de los cultivos (ET r ) en los dos años de estudio, superior en 117 mm al caudal de salida en 2009 y en 113 mm en El 55-53% de las salidas en tuvieron lugar como ET r, frente al 43-45% producido a través de Q. En ambos años, la otra salida considerada (PEA) alcanzó solamente el 2% de las salidas totales, produciéndose únicamente durante la ER (periodo en el que alcanzan el 3% de las salidas totales). La importancia de ET r y Q sobre el total de las salidas del sistema es diferente en la ENR y la ER porque la mayor parte de la ET r anual (el 75%) se produce lógicamente durante la ER. Así, en la ENR, la ET r supuso el 39-36% de las salidas en , frente a un valor del 62% en las dos ER. Tabla Cuenca del Alcanadre. Términos del balance de agua por unidad de superficie regada durante la estación de no riego (ENR), la estación de riego (ER) y los años hidrológicos 2009 y Términos del balance de agua ENR ER AH ENR ER AH Riego (R, mm) Precipitación (P, mm) Otras Entradas (OE, mm) (1) Caudal de salida (Q, mm) Caudal neto de salida (Q* = Q OE, mm) Evapotranspiración referencia (ET 0, mm) Evapotranspiración cultivo (ET c, mm) Evapotranspiración real (ET r, mm) Otras salidas (OS, mm) (2) Error balance (E-S) (mm) Error balance (%) = 200 [(E-S)/(E+S)] (1) Incluye: el abastecimiento a pequeñas poblaciones, el uso industrial, las entradas laterales (EL) y los aportes de los canales. (2) Pérdidas por evaporación y arrastre. 130

133 Balance de sales El balance de sales durante los dos años en la cuenca del río Alcanadre es negativo (es decir, las sales que salen del sistema superan a las que entran), debido principalmente a la disolución de minerales presentes en los suelos de la cuenca. El valor absoluto es muy parecido en los dos años de estudio (Tabla 5.18). Tabla Cuenca del Alcanadre. Términos del balance de sales en la estación de no riego (ENR), la estación de riego (ER) y los años hidrológicos 2009 y Concentraciones (mg/l) medias ponderadas por caudal de sólidos disueltos totales (SDT), masas (Mg) y masas por unidad de superficie regada (Mg/ha) en las entradas y salidas del sistema Concentración (mg/l) ENR ER AH ENR ER AH SDT riego SDT precipitación 27,3 27,3 27,3 27,3 27,3 27,3 SDT otras entradas (1) SDT caudal de salida Masas sales (Mg) ENR ER AH ENR ER AH Riego (SR) Precipitación (SP) Otras entradas (SOE) (1) Caudal de salida (SQ) Flujos de retorno de riego (SQ*) Balance de sales ( S) Masa sales unitaria (Mg/ha regada) ENR ER AH ENR ER AH Riego (SR) 0,16 1,71 1,87 0,06 1,80 1,87 Precipitación (SP) 0,05 0,06 0,11 0,06 0,04 0,10 Otras entradas (SOE) (1) 0,63 0,46 1,10 0,70 0,45 1,15 Caudal de salida (SQ) 2,28 2,79 5,07 2,59 2,51 5,09 Flujos retorno riego (MSu) 1,65 2,33 3,98 1,89 2,06 3,94 Balance de sales ( S) -1,43-0,56-1,98-1,76-0,21-1,98 (1) Incluye: el abastecimiento a pequeñas poblaciones, el uso industrial, el vertido desde la depuradora de Huesca al río Isuela, las entradas de los ríos Flumen en Quicena, Guatizalema en Siétamo y el Alcanadre en Lascellas y los aportes de los canales. El valor medio de sales lavadas durante los dos años por unidad de superficie regada es de 1,98 Mg/ha. En ambos años la mayor diferencia entre entradas y salidas, y por tanto el mayor lavado de sales, se produce durante la ENR igual que ocurría en el año 2008 (CHE, 2009). El lavado de sales de la ENR del año 2010 fue mayor que la del año 2009 ( Mg frente a Mg), aproximadamente el doble de las sales que se lavaron en la ENR de 2008 ( Mg), en la que la P estacional fue muy inferior, tan solo 99 mm (CHE, 2009). Durante las ENR de los dos años, la principal 131

134 entrada de sales fueron las EL, en particular el río Alcanadre a su paso por el municipio de Lascellas, seguido por el riego y por último la precipitación; en cambio durante las ER la principal entrada de sales al sistema fue el riego, seguido de las otras entradas y por último la precipitación. En el conjunto del año hidrológico, la mayor parte de la masa de sales que ha entrado a la cuenca procede del riego (61% en 2009 y 60% en 2010). Pero este patrón es muy diferente en la ENR y la ER. Como ya se ha comentado, durante la ENR la principal entrada de sales son las OE (74% en 2009 y 84% en 2010) como corresponde al mayor caudal procedente de las cuencas altas de los ríos Flumen, Guatizalema y Alcanadre durante el otoño y el invierno. En la ER, en cambio, la principal entrada de sales (y de agua) al sistema es el riego (77% en 2009 y 79% en 2010). En el Anexo se recopilan los resultados de los análisis químicos (CE y NO 3 ) de los ríos considerados en las OE: Las entradas de sales con la P son muy inferiores, en torno al 3-4% en el año y algo superiores en la ENR que en la ER (Tabla 5.16), algo que no se verificó en 2008 debido a la baja P en la ENR (CHE, 2009). La masa unitaria de sales en los flujos de retorno de riego (SQ*) fue de MSu = 4 Mg/ha en ambos años (Tabla 5.18), siendo mayor durante las ER que durante las ENR de ambos años. El balance de sales alcanzó prácticamente 2 Mg/ha en ambos años indicando un lavado sustancial de sales, aunque muy inferior al encontrado en otras zonas de estudio (La Violada y Valcuerna) con presencia de yesos y sales solubles en el suelo. Ese lavado se produce especialmente en la ENR (-1,43 Mg/ha frente a -0,56 Mg/ha en 2009 y aún más claramente en 2010: -1,76 Mg/ha frente a -0,21 Mg/ha) cuando las entradas de sales son menores (no hay riego) Balance de nitrógeno Una de las principales entradas del balance de N es el procedente del abonado de los cultivos y la salida que mayor peso tiene es el N extraído por los cultivos. Así pues, es necesario conocer las prácticas de abonado y las cosechas recolectadas (rendimientos de cultivo) en la zona de estudio para el periodo considerado. En los siguientes apartados se describen las prácticas de fertilización de los cultivos y se cuantifica la masa de N aportada con la fertilización (NF), además de cuantificar la masa de N extraída por los productos cosechados (NC) Prácticas de fertilización Las prácticas de abonado para los años hidrológicos 2009 y 2010 se han determinado mediante encuestas realizadas en 12 de las 34 comunidades de regantes incluidas dentro de la zona de estudio. Las comunidades encuestadas han sido: 132

135 Orillena, Alconadre, Lanaja, Sector VII del Flumen, Sector X del Flumen, La Corona, Albero Bajo, Collarada 2ª Sección, Collarada 1ª Sección, Piracés, Tramaced y Vicién. En total se realizaron 192 encuestas, 134 en el año 2009 y 58 en el año Las diferencias que se aprecian en la fertilización entre 2009 y 2010 (Tablas 5.19 y 5.20) pueden deberse en parte al menor número de encuestas en No obstante, éste se considera suficiente para determinar las prácticas generales en el año y en cualquier caso, las encuestas de ambos son más que suficientes para caracterizar el manejo de la fertilización de los cultivos en la zona, aunque puedan no recoger adecuadamente las diferencias entre años. Los cultivos con mayor número de respuestas fueron los de mayor extensión en la cuenca: maíz, cereal de invierno (principalmente cebada y algo menos trigo) y alfalfa, con 56, 58 y 47 encuestas respectivamente. También se recopiló información, aunque en menor medida, del cultivo del arroz del que solo se obtuvieron 7 encuestas a pesar de suponer el 7-8% del total de la zona regada en los dos años de estudio. Por último se encuestaron cultivos minoritarios como girasol, hortalizas, guisante, raygrass, festuca, sorgo y veza. El 50% de las encuestas se realizaron sobre cultivos regados por inundación y el otro 50% bajo riego por aspersión. En la Tabla 5.19 se muestran las dosis medias aplicadas a los distintos cultivos en los años 2009 y La dosis de aplicación media fue mayor para casi todos los cultivos en 2010 a excepción de los cultivos forrajeros (alfalfa, ray-grass y festuca). Estos datos de dosis medias se deben tomar con precaución puesto que el número de encuestas en estos cultivos es algo menor en 2010 (13 encuestas para la alfalfa y sólo una para ray-grass/festuca) (Tabla 5.19). En ambos años la aplicación de nitrógeno mineral fue mayor a la del nitrógeno procedente del abonado orgánico, aunque para 2010 el N orgánico alcanzó casi el 50% del total aplicado. En la Figura 5.8 se muestra de manera desglosada (para cada encuesta) la cantidad de N orgánico y mineral aplicado en orden creciente de N total. Se han representado gráficamente los cultivos de mayor importancia en la cuenca del Alcanadre (maíz, cereal de invierno, alfalfa y arroz). La información que se recoge en la Tabla 5.20 presenta las fechas de aplicación de cada una de las aplicaciones realizadas así como la cantidad de N aplicado en cada una de ellas, su desviación estándar y el % de agricultores que han realizado la aplicación para los cultivos de maíz, alfalfa y cereal de invierno. 133

136 Tabla Cuenca del Alcanadre. Nitrógeno aplicado en promedio con la fertilización mineral y orgánica a los principales cultivos y número de encuestas para cada cultivo (Núm) en los años hidrológicos 2009 y 2010 y el promedio de los dos años ponderado por el número de encuestas. kg N/ha Media Cultivo N min N org N total Núm N min N org N total Núm N min N org N total Núm Maíz Cereal Alfalfa Arroz Girasol Hierba* Guisante Hortícolas Sorgo Veza *Incluye ray-grass y festuca. KgN/ha Fertilización del maíz 2009 y 2010 N orgánico N mineral Encuestas KgN/ha Fertilización de la alfalfa 2009 y 2010 N orgánico N mineral Encuestas KgN/ha Fertilización del cereal 2009 y 2010 N orgánico N mineral KgN/ha Fertilización del arroz 2009 y 2010 N orgánico N mineral Encuestas Encuestas Figura 5.8. Cuenca del Alcanadre. Encuestas individuales de fertilización: Masa total de N de origen mineral y origen orgánico aplicado en orden creciente de N total. 134

137 Tabla Cuenca del Alcanadre. Fecha media de aplicación (desviación estándar en días entre paréntesis) y cantidad media de N aplicado (NA) en cada abonado (desviación estándar entre paréntesis y % de agricultores que efectuaron esa aplicación) para los principales cultivos extensivos en los años hidrológicos 2009 y Aplicaciones Coberteras Abonado orgánico Pre-siembra Primera Segunda Tercera Cultivo Fecha NA Fecha NA Fecha NA Fecha NA Fecha NA (d) kg ha -1 (d) kg ha -1 (d) kg ha -1 (d) kg ha -1 (d) kg ha -1 Año hidrológico 2009 Maíz 6 Mar 202 (130) 24 Abr 68 (25) 11 Jun 179 (80) 15 Jul 94 (37) - - (45) 23%+8%* (25) 85% (20) 98% (18) 50% - - Alfalfa 07 Dic 170 (23) Abr 40 (35) 22 Jun 25 (19) 30 Jul 28 (31) (97) 12% - - (39) 91% (36) 44% (22) 6% Cereal de 22 Oct 180 (78) 05 Oct 30 (12) 17 Feb 85 (21) invierno (31) 29% (25) 62% (26) 88% Arroz Abr 82 (51) 30 Jun 53 (54) 10 Jul 75 (-) - - Año hidrológico (15) 100% (5) 60% (-) 20% - - Maíz 8 Mar 411 (212) 11 Abr 58 (18) 08 Jun 135 (77) 06 Jul 68 (26) 03 Jul 91 (54) (45) 50%+19%* (37) 75% (26) 88% (23) 63% (13) 19% Alfalfa Mar 36 (12) 20 Jul 28 (3) (29) 69% (32) 10% - - Cereal de 07 Oct 215 (106) 11 Oct 33 (17) 1 Mar 84 (30) 02 Abr 64 (-) - - invierno (59) 38%+8%* (90) 63% (21) 88% (-) 4% - - Arroz May 160 (0) 05 Ago 63 (-) (2) 100% (-) 50% * Porcentaje de agricultores encuestados que realizan una única aplicación de abono orgánico + porcentaje de los que realizan dos aplicaciones. Fertilización de la alfalfa en los años siguientes al de siembra. Resultados combinados para los cultivos de trigo y cebada. 135

138 A continuación se describen las prácticas de fertilización para los cultivos más importantes en la zona, según se han determinado a través de las encuestas. Fertilización nitrogenada del maíz La dosis de nitrógeno aplicada al maíz es de 387 kg/ha (promedio de los años 2009 y 2010), siendo mayor en el año 2010 que en el 2009 (503 kg/ha frente a 340 kg/ha; Tabla 5.19). El 70% del N aplicado durante los dos años procedía de abonos minerales y el 30% restante de abonos orgánicos. La dosis media aplicada en forma de N mineral es de 263 kg/ha con un coeficiente de variación del 47%. Mucho más heterogéneo es el aporte de N orgánico (coeficiente de variación del 158%). La dosis aplicada en forma de abono orgánico osciló entre 45 y 825 kg/ha, siendo la media del 2009 la mitad de la del 2010 (202 y 411 kg/ha respectivamente; Tabla 5.20). Se observa que los mayores aportes de nitrógeno se deben a los casos en los que se abonó con grandes cantidades de abono orgánico (Figura 5.8). Según las respuestas obtenidas de los agricultores, el abono orgánico se aplica aproximadamente un mes antes de la siembra. Esta práctica fue más común durante el año 2010 que durante el 2009: el 69% de los agricultores aplicaron una enmienda orgánica en 2010 y solo el 13% en El abonado mineral del maíz en la zona de estudio se basa en una aplicación de presiembra en el mes de abril y una primera cobertera a principios del mes de junio. Estas dos aplicaciones las realizan la mayoría de los agricultores. Generalmente, los agricultores que no aplican abono de presiembra han aplicado previamente un abonado orgánico al cultivo. Para completar el abonado se suele aplicar una segunda cobertera y ya menos común es la práctica de una tercera cobertera (sólo el 19% de los agricultores de 2010 la aplicaron). En caso de 3 coberteras, las fechas de aplicación se adelantan con respecto a las de los agricultores que solo realizan dos (Tabla 5.20). El abono orgánico aplicado al maíz procede básicamente de purín de cerdo de cebo, aunque también hay algún aporte de gallinaza, estiércol de terneros y en menor medida de ovino. El abono de fondo empleado suele ser un abono triple (N-P-K) de baja graduación de nitrógeno y mayor aporte de fósforo y potasio ( y el ). Para la primera cobertera se aplica mayoritariamente urea del 46% o bien la solución líquida N32 y para las coberteras posteriores se utilizan principalmente las soluciones N32 y N25. La aplicación de soluciones fertilizantes en riegos por superficie de baja eficiencia puede dar lugar a grandes pérdidas directas de N en el drenaje (Isidoro et al., 2006b). 136

139 Fertilización nitrogenada de la alfalfa La dosis media de nitrógeno aplicado a la alfalfa es de 59 kg/ha, una tercera parte se aplica como abono mineral y el resto en forma de abono orgánico (Tabla 5.19). El 9% de los agricultores consultados en los dos años no realizaron fertilización nitrogenada a la alfalfa, el 83% abonaron solo con abono mineral, el 6% aplicó solo nitrógeno orgánico y solo un agricultor aplicó ambos tipos de nitrógeno (mineral y orgánico), siendo éste el que mayor dosis aportó (251 kg/ha) (Figura 5.8). La primera aplicación de nitrógeno se realiza a finales de abril o principios de mayo (Tabla 5.20) y suele ser, al igual que en el maíz, un abono complejo bajo en nitrógeno del tipo , o bien En dos casos se obtuvo como respuesta la aplicación de urea (46% de N) en estas fechas. Las siguientes aplicaciones se realizan entre los meses de junio y julio y de igual modo se aplica generalmente un abono pobre en nitrógeno. Al igual que ocurría con el maíz, las mayores aplicaciones de N están ligadas, casi siempre, a grandes aplicaciones de N de origen orgánico. El único abono orgánico empleado en alfalfa fue el purín de cerdo y se empleó bien en septiembre o febrero o bien tras cada corte, durante la ER. Fertilización nitrogenada de los cereales de invierno (cebada y trigo) El N total aplicado a los cereales de invierno alcanza los 167 kg N/ha para todo el ciclo del cultivo, teniendo casi el mismo peso el abonado orgánico que el mineral (43% frente 57%). La Figura 5.8 muestra que las dosis más altas del cereal se deben al exceso de N orgánico aplicado en algunas parcelas, lo mismo que ocurría para el maíz y la alfalfa. En el mes de octubre se aplica el abono orgánico o el de fondo (Tabla 5.20), solo el 7% de los agricultores realizaron ambas aplicaciones. La dosis media de presiembra es de 33 kg/ha, el resto de nitrógeno se aporta entre los meses de febrero y marzo en una sola cobertera (aproximadamente 85 kg/ha). Solo un agricultor aplicó una segunda cobertera en el mes de abril (en 2010). Los abonos más comunes utilizados para los cereales de invierno son el abono complejo (o similares) en fondo y urea del 46% para la cobertera. Fertilización nitrogenada del arroz El cultivo del arroz se abona exclusivamente con fertilización mineral, aplicando como media una dosis de 147 kg/ha. El abonado de fondo (abonos complejos diversos: , y otros) se realiza desde la segunda quincena de abril hasta mitad de mayo y lo realizan el 100% de los agricultores. Este abonado de presiembra es el que aporta la mayor parte de N al cultivo. Desde finales de junio hasta principios de agosto se aplica una cobertera (urea 46%, N32 o amoníaco anhidro) que completa 137

140 las necesidades del arroz en cuanto a nitrógeno. Solo un agricultor de los encuestados aplicó dos coberteras Rendimientos de cosecha Los rendimientos medios de cada uno de los cultivos más representativos de la zona de estudio durante los años 2009 y 2010 se presentan en la Tabla Los rendimientos se han obtenido de las encuestas realizadas a los agricultores durante los dos años. Estos valores son los que se han utilizado para calcular la cantidad de nitrógeno extraído en la cosecha (NC). Los rendimientos son muy parecidos en los dos años aunque algo mayores en el año 2010, a excepción del arroz para el que se ha obtenido un mayor rendimiento en La producción de hierba es muy distinta entre los dos años puesto que en el primer año se recogen sobre todo resultados de cultivo de ray-grass y en 2010 de festuca. Tabla Cuenca del Alcanadre. Rendimientos medios (kg/ha) de los principales cultivos en los años 2009, 2010 y la media de los dos. Rendimiento (kg/ha) Maíz Alfalfa Cereal Arroz Girasol Hierba Guisante Sorgo Media Balance de nitrógeno La Tabla 5.22 resume los términos del balance de N. La entrada de N más importante es la fertilización de los cultivos (62,1% en 2009 y 55,7% en 2010) seguida de la fijación simbiótica, que supone el 35,4% del total de las entradas en 2009 y el 41,4% en En 2009 tiene más peso el N procedente del riego que el de las otras entradas (1,1% frente a 1,0%), al revés de lo que ocurre en 2010 (0,9% para el riego y 1,5% para las otras entradas). La lluvia es irrelevante en cuanto a aportes de N (0,4% en los dos años). En cuanto a las salidas, la más relevante es el nitrógeno extraído por los cultivos (89% del total), obteniendo valores similares en ambos años. Durante los dos años de estudio el balance de N ( N) ha sido positivo (entradas > salidas) en 38,7 kg/ha en 2009 y 49,3 kg/ha en 2010, indicando una acumulación de nitrógeno en el área regada. En este balance, no obstante, faltan por considerar algunas salidas del sistema que pueden ser importantes, tales como las pérdidas por volatilización en los fertilizantes orgánicos y amoniacales y las pérdidas por desnitrificación (que podrían alterar el signo de este balance); y, por lo tanto, debe considerarse solo como una aproximación. 138

141 Las diferencias entre NQ* y NQ son menores que las diferencias entre SQ* y SQ. El cociente SQ*/SQ fue del 78% en ambos años, en tanto que el cociente NQ*/NQ es del 89% en el primer año y del 82% en el segundo. Esto indica que la aportación de N en OE con relación a NQ es inferior que su aporte de sales en relación a SQ, y por tanto que las OE son relativamente más ricas en sales que en N. Es decir el N exportado a través del río Alcanadre en Ballobar procede del regadío en mayor proporción que las sales. Tabla Cuenca del Alcanadre. Términos del balance de nitrógeno en la estación de no riego (ENR), la estación de riego (ER) y los años hidrológicos 2009 y Concentraciones de nitrógeno nítrico ponderadas por caudal, y masas de N total y por superficie regada en las entradas y salidas del sistema Concentración (mg/l) ENR ER AH ENR ER AH N riego 0,31 0,34 0,34 0,68 0,41 0,42 N precipitación 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 N otras entradas (1) 0,74 0,84 0,78 0,85 1,63 1,15 N caudal de salida 4,0 4,4 4,2 3,8 3,3 3,6 Masa N (Mg) ENR ER AH ENR ER AH Riego (NR) Precipitación (NP) Fertilización (NF) Fijación simbiótica (NFS) Otras entradas (NOE) (1) Caudal de salida (NQ) Flujos de retorno de Riego (NQ*) N extraído cultivos (NC) Balance de nitrógeno ( N) Masa N unitaria (kg/ha regada) ENR ER AH ENR ER AH Riego (NR) 0,17 2,06 2,23 0,15 2,73 2,88 Precipitación (NP) 0,62 0,69 1,31 0,70 0,43 1,13 Otras entradas (NOE) (1) 1,41 1,15 2,56 1,81 2,16 3,97 Fertilización (NF) Fijación simbiótica (NFS) Caudal de salida (NQ) 12,5 15,4 27,9 13,9 11,6 25,5 Flujos de retorno de riego (MNu) 11,1 14,3 25,4 12,1 9,5 21,6 N extraído cultivos (NC) 227,6 228,4 Balance de nitrógeno ( N) 38,7 49,3 (1) Incluye: el abastecimiento a pequeñas poblaciones, el uso industrial, el vertido desde la depuradora de Huesca al río Isuela, las entradas de los ríos Flumen en Quicena, Guatizalema en Siétamo y el Alcanadre en Lascellas y los aportes de los canales. 139

142 La masa unitaria de N exportada en los flujos de retorno de riego (NQ*) fue de MNu = 25 kg/ha en 2009 y MNu = 22 kg/ha en En 2009 la masa exportada durante la ER fue mayor que durante la ENR, al revés que en el año 2010 (a causa del mayor caudal de la ENR de 2010) Índices de calidad del riego y de contaminación Los valores de los índices de calidad de riego e índices de contaminación por sales y por nitrógeno en 2009 y 2010 se presentan en las Tablas 5.23 y 5.24, para cada ER y AH completo. La eficiencia de riego (EfR) en los dos años fue muy parecida (85% y 84% para los AH completos 2009 y 2010 respectivamente) y superior a la obtenida para esta misma zona en el año 2008 (68%), posiblemente debido al incremento de hectáreas regadas bajo aspersión (del 32% a 38%), la mayor P en la ER de 2008 (267 mm) y la diferente metodología empleada en el cálculo de ET r en ese año (CHE, 2009). La EfR de los dos periodos de estudio fue mayor en el conjunto del año hidrológico que en la ER. La fracción consuntiva del riego y la precipitación (FC) resultó ligeramente mayor en el conjunto del año hidrológico que en la ER en 2010 y algo menro en el AH que en la ER en 2009, siendo mayor en 2010 (82,5% para el AH) que en 2009 (80,1%) y ligeramente superior a la registrada en 2008 (81%; CHE, 2009). La fracción de drenaje fue mayor en el año 2010 (35,6%) que en 2009 (30,9%). Tabla Cuenca del Alcanadre. Índices de calidad de riego calculados para el conjunto del regadío para la estación de riego (ER) y el año hidrológico (AH) en los años 2009 y 2010 Índices de calidad de riego ER AH ER AH Eficiencia de riego (EfR, %) 78,7 85,4 75,9 83,7 Fracción consuntiva (FC, %) 80,6 80,1 81,6 82,5 Fracción de drenaje (FD, %) 26,1 30,9 27,1 35,6 Déficit hídrico (DH, %) 11,5 17,5 11,0 17,0 El déficit hídrico fue del 17% aproximadamente para los dos años (Tabla 5.23), pero tan solo del 11% para la ER, indicando que las necesidades de los cultivos se abastecieron relativamente bien. Este DH es superior al de 2008 (6%; CHE, 2009) posiblemente por la mayor presencia de alfalfa y maíz en en relación a 2008 y la alta P primaveral en 2008 que resultó en una aportación de agua adecuada para el cereal de invierno. El índice de contaminación por sales indica que la masa de sales exportada fue el doble de la que entró al sistema en forma de riego y precipitación (IBS=2,0). Un IBS menor en la ER (IBS 2009 = 1,3 y IBS 2010 = 1,1) que en el conjunto del AH parece indicar 140

143 bien que hay un lavado deficiente durante la ER (que se solventa con un mayor lavado durante la ENR), o bien que se están sobreestimando los aportes de sales en el caudal neto (por inclusión en aquél de otros aportes de sales no considerados en la ENR). El factor de concentración de riego y precipitación (FCRP) encontrado durante el año 2009 fue mayor que el de En ambos años, el FCRP es mayor en el conjunto del AH en la ER (Tabla 5.24), puesto que la masa de sales exportada durante la ENR es muy superior a la de entrada, mucho más que en la ER (Tabla 5.18), produciéndose un lavado neto mucho más intenso durante la ENR que da lugar a un FCRP superior en el AH que en la ER. El nitrógeno exportado del sistema representa el 14% y el 12% de la masa de N aportada por fertilización en los años 2009 y 2010 respectivamente. Si además de considerar la fertilización se tiene en cuenta la fijación simbiótica, el porcentaje se reduce en un 5% (Tabla 5.24). No se observan cambios en los porcentajes al considerar todas las entradas debido a la gran importancia que tienen la fertilización y la fijación simbiótica y la poca relevancia del resto de entradas (NR, NP y NOE). Tabla Cuenca del Alcanadre. Índices de contaminación por sales y nitrógeno calculados para el conjunto del regadío para la estación de riego (ER) y el año hidrológico completo (AH) en los años 2009 y Índices de contaminación ER AH ER AH Índice Balance Sales (IBS) 1,3 2,0 1,1 2,0 Factor Concentración Riego y Precipitación (FCRP) 5,0 6,4 4,1 5,6 NQ*/NF 14% 13% NQ*/(NF+NFS) 9% 7% NQ*/N entradas 9% 7% Finalmente, si se asume, como primera aproximación, que todo el N exportado anualmente en los flujos de retorno de riego procede de la fertilización nitrogenada (es decir, si se desprecian los procesos de mineralización-inmovilización de N en los suelos regados, mineralización del NFS del año y de años anteriores, etc.), la relación NQ*/NF puede considerase como la fracción de pérdidas de NF en el agua de drenaje, que sería del 13-14% del N aplicado. 141

144 5.4. Conclusiones 1. El balance hídrico cerró aceptablemente en los AH 2009 y 2010, lo que da consistencia a los resultados obtenidos. El signo negativo de este balance (observado también en el año 2008) indica que las salidas superan a las entradas, lo que apuntaría a la posible existencia de entradas no controladas. 2. La eficiencia de riego superó el 75% en los dos años, valor más elevado que el calculado para La Violada en 2009 (riego por superficie) pero inferior a la Clamor Amarga, con una mayor superficie con riego presurizado. La fracción de drenaje superó el 30% en ambos años a pesar de que el aprovechamiento consuntivo superó el 80% en los dos años. Estas cifras indican un buen aprovechamiento del agua, posiblemente debido a la reutilización de las aguas de drenaje para el riego dentro del sistema. 3. La contaminación salina (MSu en torno a 4 Mg/ha en ambos años) es inferior a la de la cuencas con presencia de yeso (Violada, excepto en 2010) o sales (Valcuerna) y algo superior, aunque de la misma magnitud que en la Clamor Amarga. Las diferencias con las otras cuencas son mayores y en el mismo sentido para los aportes unitarios de N (MNu = 25,4 Mg/ha en 2009 y MNu = 21,6 Mg/ha en 2010). Los aportes de NF, del orden de 175 kg/ha en ambos años, son algo superiores a los de Clamor Amarga y Violada y menores que los de Valcuerna. 4. El balance de sales ( S = -2,0 Mg/ha en 2009 y 2010) indica un lavado moderado de sales, del mismo orden que en Clamor Amarga y muy inferior a las cuencas con yeso o sales (excepto, nuevamente, La Violada en 2010). El lavado es más limitado en la ER, lo que sugiere un posible incremento de salinidad del suelo a lo largo de la ER, compensado en invierno. 5. La salinidad (en torno a 780 mg/l) y la concentración de NO 3 (en torno a 20 mg/l) del Alcanadre en Ballobar son las más bajas, con diferencia, de los sistemas estudiados (salvo para el NO 3, más bajo en Violada en 2010). Esta baja salinidad, unido a que Q es en general mayor en la ER, la elevada FD y el balance negativo de agua apunta a la existencia de entradas diluidas de agua (FC principales o de la red secundaria o AC que no se hayan podido cuantificar). Es posible que estas entradas eleven el nivel de agua en la red de drenaje hasta el punto de limitarlo durante la ER, resultando en un lavado escaso durante la ER. 142

145 6. Las dosis de fertilización nitrogenada para el maíz, arroz, girasol y cereal resultaron claramente inferiores en 2009 que en 2010, apuntando a la necesidad de utilizar un número suficientemente alto de encuestas (a determinar estadísticamente) y de contrastar lso resultados de fertilización orgánica con las estimas a partir de la cabaña ganadera en la cuenca (una comprobación interesante también en otras cuencas). 7. La concentración y masa de fósforo total exportada en los retornos del Alcanadre fueron muy diferentes en los años 2009 y La concentración media de la ER (0,19 mg PT/L) es 9 y 3 veces superior a los umbrales de riesgo de eutrofización y vida de especies salmonícolas. La masa de P exportada en 2010 fue, junto con la Clamor Amarga, la mayor de las cuatro cuencas estudiadas, indicando que esta cuenca es una fuente importante de contaminación por fósforo. 143

146 6. Cuenca de la Clamor Amarga 6.1. Introducción El análisis de esta cuenca se ha iniciado en el presente Convenio CHE-CITA para el año hidrológico Octubre 2009-Septiembre 2010, razón por la que se hace una breve introducción con algunos datos históricos de la CHE. La Clamor Amarga es el colector principal de la zona regable del Canal de Aragón y Cataluña, con más de 100 años de funcionamiento y con características particulares en cuanto a desarrollo industrial y actividad ganadera en su cuenca. La Clamor Amarga aguas arriba de la estación de la red CEMAS de Zaidín (nº 225; Foto 6.1) drena ha de regadío que suponen el 53% de la superficie del sistema del Canal de Aragón y Cataluña ( ha; CHE 2010), siendo la superficie total de su cuenca hidrográfica de ha. Los principales barrancos que drenan en la Clamor Amarga son el arroyo de Oriols y el barranco de Faleva por la margen derecha, y los barrancos de Valmanya y Almacelles por la margen izquierda (Fig. 6.1). Foto 6.1. Cuenca de la Clamor Amarga. Estación de la red CEMAS de la Clamor Amarga en Zaidín (nº 225). La superficie de concesión del sistema del Canal de Aragón y Cataluña es de ha de riego, de las cuales se encuentran en la provincia de Huesca y en la de Lleida. Está integrada por 139 Comunidades de Regantes y Tomas Particulares. Su radio de acción se extiende por 26 ayuntamientos de la provincia de 144

147 Huesca, 15 ayuntamientos de la provincia de Lleida, 19 urbanizaciones y entidades menores. Da servicio a explotaciones agrarias en la provincia de Huesca y a explotaciones agrarias en la provincia de Lleida, 115 industrias con toma independiente, 132 establecimientos de servicios y una población total de habitantes. Figura 6.1. Cuenca de la Clamor Amarga. Cuenca hidrográfica de la Clamor Amarga, canales, ríos, comunidades de regantes, estaciones meteorológicas, municipios, estación de aforo y unidades de trabajo para la determinación de la ET r. 145

148 El análisis de los datos históricos de calidad de las aguas ( ) (Tabla 6.1) muestra que las aguas en la estación de control de Zaidín son moderadamente salinas (2,5 ds/m, media ). La composición iónica es bastante equilibrada con predominio del sulfato (41%), seguido del cloruro (31%) y los bicarbonatos (28%) y con predominio del calcio (39%) y sodio (38%) seguido del magnesio (24%). Una característica singular de estas aguas es que las concentraciones de N en forma de nitrato (4,7 mg N-NO 3 /L) y amonio (5,0 mg N-NH 4 /L) son similares. Es decir que la masa de amonio contribuye de forma importante al total de la masa de N circulante en la estación de control, por lo que es necesario controlar no solo la concentración de nitrato sino también la de amonio, y en la medida de lo posible identificar las fuentes de amonio en la cuenca, teniendo en cuenta que la forma en la que se lava el N aplicado en los campos agrícolas es fundamentalmente nitrato y el N- NH 4 puede indicar un origen urbano o ganadero. Tabla 6.1. Cuenca de la Clamor Amarga. Concentración media, desviación estándar (DE) y número de observaciones (N) de los iones cloruro (Cl), sulfato (SO 4 ), bicarbonato (HCO 3 ), calcio (Ca), magnesio (Mg), sodio (Na), potasio (K), fosfato (PO 4 ), nitrato (NO 3 y, en paréntesis, N-NO 3 ), amonio (NH 4 y, en paréntesis, N-NH 4 ) y nitrito (NO 2 y, en paréntesis, N-NO 2 ) en la estación de Zaidín para las series históricas de datos de calidad de aguas de la CHE (años hidrológicos ). CE Cl SO 4 HCO 3 Ca Mg Na K PO 4 NO 3 NH 4 NO 2 (ds/m) (mg/l) Media 2,5 232,4 857,3 356,0 230,0 84,6 256,8 8,2 2,7 20,6 (4,7) 10,4 DE 0,78 94,4 312,0 104,8 66,5 32,9 101,4 5,7 2,1 (2,3) 6,4 (5,0) 7,8 (6,1) N ,0 (0,3) 1,0 (0,3) Los datos históricos muestran la existencia de una relación significativa (p<0,05) entre la CE y el caudal circulante (Q) en la estación de control (Fig. 6.2). Las aguas de la Clamor Amarga son sulfatado-cálcico-sódicas (en porcentaje de aniones o cationes expresados en meq/l: SO 4 > 25% y Ca > Na > 25%), como se aprecia en el diagrama de Piper de las observaciones históricas de la CHE (Fig. 6.3). Son aguas de una salinidad relativamente alta (media histórica: CE = 2,46 ds/m) y una composición iónica poco usual en la cuenca del Ebro donde predominan los ríos cuyo contenido iónico está dominado por SO 4 y Ca (o Ca+Mg), HCO 3 y Ca o Na y Cl (CHE, 2006). En la Clamor Amarga, en cambio, se da un claro predominio del SO 4 entre los aniones, pero el Ca y el Na dominan por igual entre los cationes, lo que junto a la elevada salinidad, apunta a la presencia de otras sales distintas del yeso y de la halita como responsables de la salinidad. 146

149 6 CE (ds/m) CE = 3,46 Qi -0,384 R 2 = 0, Qi (m 3 /s) Figura 6.2. Cuenca de la Clamor Amarga. Relación entre la salinidad (CE) y el caudal (Qi) en la estación de Zaidín SO4+Cl Ca+Mg 0 Mg 0 SO4 Ca Na+K HCO3+CO3 Cl+NO3 Figura 6.3. Cuenca de la Clamor Amarga. Diagrama de Piper con las observaciones históricas de concentraciones iónicas de la CHE en la estación de Zaidín Descripción de la zona de estudio El clima de la zona de estudio se define como continental. Según datos climáticos de la red del Servicio Integral de Asesoramiento al Regante (SIAR, la precipitación media anual de los últimos cinco años hidrológicos fue de 420 mm con una elevada variabilidad interanual (CV= 32%), de tal forma que dicho periodo comprendió un año hidrológico lluvioso (2004: 605 mm), un 147

150 año seco (2005: 241 mm) y otros tres años (2006: 473 mm, 2007: 401 mm, 2008: 380 mm) mucho más cercanos a la media histórica de la zona (468 mm). En Binéfar la precipitación histórica (Martínez-Cob et al, 1998; periodo ) es de 408,3 mm con un máximo en mayo (52,2 mm) y junio (48,3 mm) y un mínimo en febrero (21,9 mm). La ET 0 tiene un fuerte carácter estacional y sobrepasa a la precipitación con excepción de los meses de enero y diciembre, por lo que existe un alto déficit hídrico en la zona (Fig. 6.4). La temperatura también tiene un claro carácter estacional con máximas en verano (> 22ºC en julio y agosto) y mínimas en enero (4,4ºC) ETo, P (mm/mes) P T ETo T media (ºC) 25 0 Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic 0 Figura 6.4. Cuenca de la Clamor Amarga. Datos históricos de precipitación mensual, temperatura media y evapotranspiración de referencia (ET 0 ) en la estación de Zaidín, para el periodo Los datos climáticos del año hidrológico de estudio (2010) se resumen en la Tabla 6.2. En ella se presentan los valores medios de 6 estaciones meteorológicas ponderados por la superficie regada que se considera para cada estación. Cuatro de las estaciones meteorológicas consideradas pertenecen a la red SIAR (Zaidín, Monte Julia, Tamarite de Litera y San Esteban en la provincia de Huesca) y dos a la red MeteoCat (Gimenells y Raimat en la provincia de Lérida) (Fig. 6.1). La precipitación anual es aproximadamente 100 mm menor que la registrada en la media de los últimos años y los datos históricos. Las máximas precipitaciones se dan durante los meses de invierno, principalmente en diciembre y enero y los meses más secos son los de julio y agosto, coincidiendo con los meses de máximas temperaturas medias (25,6ºC y 22,4ºC). La temperatura media de todo el año es de 13,8ºC, con unas marcadas diferencias entre los meses de invierno (mínimas temperaturas) y los de verano (máximas temperaturas). La ET 0 de la zona oscila entre valores mínimos de 20 mm (enero) y valores máximos de 189 mm (julio) (Tabla 6.2). 148

151 Tabla 6.2. Cuenca de la Clamor Amarga. Precipitación (P), temperatura media (T) y evapotranspiración de referencia Penman-Monteith (ET 0 ) mensual y anual en al año hidrológico Elaboración propia a partir de los datos de la red SIAR y MeteoCat. P (mm) Tª media (ºC) ET 0 (mm) Octubre 31,4 15,2 65 Noviembre 6,6 10,0 38 Diciembre 45,5 5,1 20 Enero 60,1 5,0 25 Febrero 24,8 5,6 37 Marzo 34,2 8,5 68 Abril 18,5 13,0 96 Mayo 27,5 15,8 139 Junio 35,2 20,4 157 Julio 2,2 25,6 189 Agosto 3,5 22,4 159 Septiembre 22,9 19,0 104 Anual 312,4 13, En cuanto a la geología, la parte norte de la cuenca de La Clamor Amarga se encuentra sobre materiales detríticos de la formación Peraltilla (Quirantes, 1978) compuesta de margas rojas, areniscas y conglomerados, con inclinación S y SW. Unos pocos kilómetros más al sur, el barranco entra en la formación Sariñena también detrítica cuya litología viene dada por un conjunto alternante de margas y areniscas bastas de tonalidades pardas y rojizas y por la presencia de intercalaciones de bancos delgados de calizas margosas y margas pizarreñas. Esta formación descansa sobre la formación Peraltilla y los estratos tienen un carácter esencialmente horizontal. La caracterización del suelo en cuanto a densidad aparente, capacidad de campo, punto de marchitez permanente y profundidad del suelo, necesaria para la realización de los balances de agua en el suelo, se ha tomado del trabajo realizado por Fortón (2001). En este trabajo se muestrearon un total de 20 puntos hasta la capa impermeable con barrena (hasta 40, 80 o 120 cm) en los términos municipales de Esplús y Valcarca. En la Tabla 6.3 se recogen los valores medios de las 20 muestras. El 47% de los cultivos se riega por inundación, el 40% por aspersión y el 13% (frutales) por goteo. Los tres cultivos más importantes son el cereal de invierno (33% de la superficie regable, sobre todo en parcelas bajo riego por aspersión), la alfalfa (24% regada principalmente por inundación) y el maíz (15%, en partes iguales en riego 149

152 por inundación y aspersión). Durante el año hidrológico 2010 solo se dejo sin cultivar el 3% de la superficie regable (Tabla 6.4). Tabla 6.3. Cuenca de la Clamor Amarga. Valores medios de densidad aparente (Da), capacidad de campo (CC), punto de marchitez permanente (PM) y profundidad del suelo en 20 puntos de la cuenca de la Clamor Amarga. Nº muestras Da (g/cm 3 ) CC (% peso) PM (% peso) Profundidad (mm) 20 1,4 0,239 0, En la Tabla 6.4 se muestra la distribución de los cultivos en cada una de las comunidades de regantes o usuarios a los que sirve el Canal de Aragón y Cataluña (CAyC). Para la provincia de Lérida se presenta el dato de cultivo para el conjunto del término municipal proporcional a la parte que entra en la cuenca por falta de información más detallada (declaración PAC a nivel de parcela). Estos datos se presentan en la tabla en cursiva y con *. En la Tabla 6.5 se muestran las comunidades de regantes o usuarios del CAyC incluidas en los términos municipales de Lérida. Tabla 6.4. Cuenca de la Clamor Amarga. Superficie ocupada por cada cultivo y en abandono en cada comunidad de regantes (CR) en el año hidrológico 2010 (AH: octubre a septiembre). CI = cereal invierno; AL = alfalfa; MA = maíz; VI = viña; FE = festuca; FR = frutales; OT = otros; NC = no cultivado. Comunidad de Regantes (CR) CI AL MA VI FE FR OT NC TOTAL Superficie (ha) C.R. N. Sra. del Pilar Gimenells * Alcarràs * C.R. Esplús De Silva Fernández Durán Godía Sales, Emilio C.R. Belver de Cinca C.R. Binaced Venso Valonga S.A Orden H. San Juan de Dios M.A.P.S.A Pilar Azlor de Aragón C.R. Mas Vila C.R. Nueva de Casasnovas Alguaire * Almacellas * Lérida * C.R. San Esteban Carmen Fraile Malandía Rafael Salillas Marco C.R. El Turmet C.R. Binéfar Explot. Agricola Pardinas

153 Tabla 6.4 (continuación). Cuenca de la Clamor Amarga. Superficie ocupada por cada cultivo y en abandono en cada comunidad de regantes (CR) en el año hidrológico 2010 (AH: octubre a septiembre). CI = cereal invierno; AL = alfalfa; MA = maíz; VI = viña; FE = festuca; FR = frutales; OT = otros; NC = no cultivado. Comunidad de Regantes (CR) CI AL MA VI FE FR OT NC TOTAL Superficie (ha) C.R. Fajarnes C.R. de Valcarca C.R. Las Planas C.R. San José A. Comercial Pelegrí S.L Naval Camón, Juan Antonio C.R. La Vispesa Monte Cristina C.R. Torre Moreno La Mencheta C.R. La Concepción SAMCA Junta Regantes San Isidro C.R. La Mola Claverroc, S.A C.R. Altorricón "La Melusa" Morera Cardil, José C.R. La Colomina C.R. Las Once Tomas De Bofarull Gil Venso Junta Regantes De La Grosa Rifer Garcés, Sixto Jaime C.R. Coll De Foix C.R. Z-9, C.R. Z-11, Monte Rafales Carmen y Pilar Azlor Aragón C.R. La Cornasa C.R. La Cova Riegos del Puntal Almenar* Finca San Miguel C.R. Sardera y Litera C.R. Zaidín C.R. San Cristóbal Finca El Pas, SAT % Aspersión 18,8 8,9 7,6 0,0 1,1 0,0 2,3 1,2 39,9 % Inundación 13,9 15,1 7,8 2,3 1,7 0,0 4,3 1,8 46,8 % Goteo 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 13,2 0,0 0,0 13,2 Total Regable (ha) Total (% Regable) * Son términos municipales pertenecientes a la provincia de Lérida, no comunidades de regantes. 151

154 Tabla 6.5. Cuenca de la Clamor Amarga. Comunidades de regantes o usuarios a los que sirve el CAyC pertenecientes a la provincia de Lérida. Término municipal Gimenells* Alcarrás* Alguaire* Almacellas* Lérida* Almenar* Comunidad de regantes Obra Tutelar Agr. Sta. Maria CR Gimenells - Pla Font Expl. Agricola Torre Cortasa CR Valmanya Maria y Josefina Macia Lamarca CR del Coscollar Agro-Vallmanya S.A. CR Aparceros de Montagut CR de Fenollet CR Alsinar Solsona Vidal, Camilo CR de la Acequia de Alpicat CR de Almacellas Codorniu, S.A. CR Suchs CR Coma Estreta CR de Aubarrells CR Bolos CR de Bassanova CR Fenollet 6.3. Metodología específica Balance de agua En la cuenca de la Clamor Amarga se han despreciado las entradas de la pequeña superficie de secano aguas arriba del canal de Aragón y Cataluña y no se han estimado las aportaciones directas de los canales. Así pues, el balance de agua se reduce a comparar las entradas por riego, usos urbanos e industriales y precipitación con las salidas por evapotranspiración y por el colector de drenaje (estación de aforo de la Clamor Amarga en Zaidín, nº 225). En los apartados que siguen se describen los detalles específicos de cada uno de los términos del balance en la cuenca de la Clamor Amarga Entradas de agua al sistema Riego: Se obtuvo de los volúmenes mensuales servidos para riego a las comunidades de regantes y usuarios del CAyC. Los datos fueron facilitados por la oficina de Monzón de la CHE. Además del volumen de agua servido se proporcionaron los datos de superficie regada por inundación, aspersión y goteo en cada CR. Precipitación: La precipitación y otras variables meteorológicas empleadas para el cálculo del balance de agua en el suelo (ET 0 ) y las PEA (HR y V) se tomaron de las 152

155 estaciones que se indican en la Tabla 6.5. Todos estos valores diarios, junto a la T media, se presentan en los Anexos 6.1. Tabla 6.5. Cuenca de la Clamor Amarga. Estaciones meteorológicas consideradas. Altitud, coordenadas UTM X e Y y huso. Nombre estación Altitud (m) Coord. X (m) Coord. Y (m) Huso Monte Julia San Esteban de la Litera Tamarite de la Litera Zaidín Gimenells Raimat Otras Entradas: Solo se han considerado en este primer año de trabajo las aguas para usos urbanos e industriales. Las de uso urbano se han tomado de distinta manera para los municipios con estación depuradora y los que no la tienen. Para los núcleos urbanos con estación depuradora, se tomaron como aportaciones los volúmenes mensuales de salida de las estaciones depuradoras facilitados por el IAA (Anexo 6.4.1). Para los núcleos sin estación depuradora, los volúmenes mensuales aportados por retornos urbanos se asumieron como el 80% de los volúmenes mensuales servidos para abastecimiento a poblaciones por parte de la CHE. En la Tabla 6.6 se detalla el tipo de dato empleado en cada uno de los municipios considerados en la zona de estudio. Para los usos industriales se tomó el 80% de los volúmenes servidos por la CHE como usos industriales a cada una de las comunidades de regantes mencionadas anteriormente (datos facilitados por la CHE, Anexo 6.4.2). Tabla 6.6. Cuenca de la Clamor Amarga. Municipios considerados para el cálculo de los usos urbanos y tipo de dato empleado. Municipio Albelda Algayón Almacellas Altorricoón Binéfar Esplús Gimenells Raymat San Esteban de la Litera Tamarite de la Litera Vencillón Tipo dato 80% abastecimiento poblaciones 80% abastecimiento poblaciones 80% abastecimiento poblaciones 80% abastecimiento poblaciones Salidas de depuradora 80% abastecimiento poblaciones 80% abastecimiento poblaciones 80% abastecimiento poblaciones 80% abastecimiento poblaciones Salidas de depuradora 80% abastecimiento poblaciones 153

156 Salidas de agua del sistema El caudal de salida (Q) se ha registrado diariamente en la estación de aforo Nº 225 de la red de aforos que la CHE tiene instalada en el colector de la Clamor Amarga situado en el municipio de Zaidín. La CHE facilitó los caudales medios diarios de los años hidrológicos 2009 y 2010, aunque solo se han realizado balances durante el año Las otras salidas de agua consideradas en la cuenca de la Clamor Amarga son la ET r y las PEA que se han calculado mediante el balance de agua en el suelo descrito en el apartado Para ello se han definido 6 unidades de trabajo combinando la climatología y la fenología de la zona (comarca agraria). En la Tabla 6.7 se describen cada una de las unidades de trabajo en cuanto a clima (estación meteorológica), fenología (comarca agraria seleccionada para definir las etapas de los cultivos), sistemas de riego considerados en cada unidad de trabajo, superficie regada y superficie ocupada por cada uno de los cultivos. Las características del suelo son las mismas para todas las unidades de trabajo y son las que se describen en la Tabla 6.3. Cada unidad de trabajo incluye íntegramente a una o varias CR (Tabla 6.8). En cada unidad de trabajo se consideran dos o tres métodos de riego (en el caso de los frutales), según los tipos de riegos dominantes en las CR que incluye. Se entiende por comunidad de regantes (CR) tanto las comunidades de regantes como tales, así como cualquier usuario (SAT, fincas, personas físicas, etc.) al que se le sirve agua para riego por parte de la CHE. 154

157 Tabla 6.7. Cuenca de la Clamor Amarga. Unidades de trabajo definidas para el año Estación climática, zona fenológica, sistema de riego (I: inundación, A: aspersión y G: Goteo), superficie regada (ha), MZ=maíz, AL=alfalfa, CI=cereal de invierno, AR= arroz, VI= viña, FR = frutal y OT=otros cultivos. Unidad trabajo Estación climática Zona fenológica Sist. riego Superficie regada MZ AL CI AR VI FR OT (ha) A G-N Gimenells Noguera G I A MJ-M Monte Julia Monzón G I A R-N Raymat Noguera G SE-B S. Esteban Binéfar I A G I A T-T Tamarite Tamarite G I A Z-F Zaidín Fraga G

158 Tabla 6.8. Cuenca de la Clamor Amarga. Comunidades de regantes incluidas en cada una de las unidades de trabajo definidas. Unidad de trabajo G-N MJ-M R-N SE-B Comunidad de Regantes Agro-Vallmanya S.A. CR Aparceros de Montagut CR del Coscollar CR Gimenells - Plà Font CR N. Sra. del Pilar CR Valmanya Expl. Agrícola Torre Cortasa María y Josefina Macía Lamarca Obra Tutelar Agr. Sta. María CR Belver de Cinca CR Binaced CR Esplús CR Mas Vila CR Nueva de Casasnovas De Silva Fernández Durán, Francisco Godía Sales, Emilio M.A.P.S.A. Orden Hospital San Juan de Dios Pilar Azlor de Aragon Valonga S.A. Venso 71 Codorniu, S.A. CR Alsinar CR de Almacellas CR de Fenollet CR de la Acequia de Alpicat CR Suchs Solsona Vidal, Camilo Carmen Fraile Malandia CR Binéfar CR El Turmet CR Fajarnes CR San Esteban CR Valcarca Explot. Agricola Pardinas C. B. Rafael Salillas Marco 156

159 Tabla 6.8 (Continuación). Cuenca de la Clamor Amarga. Comunidades de regantes incluidas en cada una de las unidades de trabajo definidas. Unidad de trabajo T-T Z-F Comunidad de Regantes Agrícola Comercial Pelegri S.L. Carmen y Pilar Azlor Aragon Centro Agronómico "La Melusa" Claverroc, S.A. CR Altorricón CR Bolos CR Coll De Foix CR Coma Estreta CR de Aubarrells CR de Bassanova CR Fenollet CR La Colomina CR La Concepción CR La Cornasa CR La Cova CR La Grosa CR La Mola CR La Vispesa CR Las Once Tomas CR Las Planas CR San José CR Torre Moreno CR Z-11,3 CR Z-9,9 De Bofarull Gil, Guadalupe y J. Junta Regantes De La Grosa Junta Regantes San Isidro La Mencheta Monte Rafales Morera Cardil, José Naval Camón, Juan Antonio Rifer Garcés, Sixto Jaime S.A.T. nº 2159 Monte Cristina SAMCA SAT Nº Riegos del Puntal Venso 43 CR San Cristobal CR Sardera y Litera CR Zaidín Finca El Pas, SAT Nº Finca San Miguel S.A.T. Nº

160 Balances de sales y nitrógeno Entradas de sales y nitrógeno al sistema Riego: La CHE proporcionó los resultados analíticos de conductividad eléctrica y concentración de nitrato de muestras mensuales de la estación nº 414 de la red CEMAS. Las muestras se toman en el Canal de Aragón y Cataluña cerca de la central de San José. La salinidad del riego se determinó a partir de las relaciones establecidas entre los sólidos disueltos totales (SDT) y la CE de las muestras mensuales obtenidas de los datos históricos de calidad de aguas en la central de San José (CHE, 2010). En total se emplearon 17 observaciones que permitieron establecer para el agua del Canal de Aragón y Cataluña la relación siguiente: SDT (mg/l) = 456,6 CE (ds/m) + 109,4 R 2 = 0,61 Precipitación y Aportes urbanos e industriales: Las estimas de las concentraciones y masas de sales y nitrato en la precipitación y en los aportes urbanos e industriales están descritas en la metodología general (apartados 2.2 y 2.3). Fertilización y Fijación simbiótica: Las entradas de N por fijación simbiótica (NFS) se calcularon de la misma manera en todas las cuencas, según se describe en el apartado de metodología general (apartado 2.3). Las entradas de N por fertilización (NF) se establecieron mediante encuestas a agricultores en las CR de San Esteban, Binéfar, Tamarite, Almacellas, Altorricón y Zaidín, así como en la cooperativa de Zaidín Salidas de sales y nitrógeno del sistema Caudal de salida: La CE y NO 3 se determinó en las muestras diarias tomadas en la estación de aforo nº 225 de la red de aforos y red CEMAS de la CHE con un tomamuestras automático. La regresión para transformar CE en SDT se obtuvo a partir de 29 muestras medidas desde abril de 2009 hasta noviembre de 2010: SDT (mg/l) = 908,3 CE (ds/m) 166,2 R 2 = 0,99 ET r y PEA: Tanto la ET r como las PEA se consideran libres de contaminantes. Nitrógeno extraído por los cultivos: Descrito en la metodología general en el apartado

161 6.4. Resultados y discusión Caudal, sales, nitrato y fósforo en el punto de salida de la cuenca de Clamor Amarga Los Anexos 6.2 recogen los caudales medios diarios (Q md, m 3 /s), la conductividad eléctrica (CE, ds/m) y la concentración de nitrato (NO 3, mg/l) y amonio (NH 4, mg/l) en la estación de aforos nº 225, así como las concentraciones medidas de PT (Anexo 6.2.4). El registro de datos diarios está muy completo: no se perdió ningún dato de caudal durante el año 2009 y sólo faltó uno para el año En cuanto a la CE se tuvo la serie completa para los dos periodos (ER 2009 y AH 2010) y para el NO 3 sólo se perdió un dato en la ENR de Caudal Los caudales registrados son bastante estables a lo largo de los dos años, siendo la cuenca con menores coeficientes de variación para el total de los dos años de estudio (CV = 35%, frente a 60% de La Violada, 73% del Alcanadre y 111% de la Valcuerna). Los valores medios fueron de 2,8 m 3 /s (2009) y 2,4 m 3 /s (2010) (Tabla 6.9). El máximo caudal se registró después de unas lluvias intensas los días 10 (19,2 mm) y 11 (25,8 mm) de abril. Tabla 6.9. Cuenca de la Clamor Amarga en Zaidín (EA nº 225): estadística básica del caudal medio diario (Q md ) en la estación de no riego (ENR: octubre a marzo), estación de riego (ER: abril a septiembre) y año hidrológico (AH: octubre a septiembre) de los años 2009, 2010 y Q md (m 3 /s) ENR ER AH ENR ER AH ENR ER AH Máximo 5, ,1 5,2 5,2 5, Mínimo 1,4 2,2 1,4 1,3 2,1 1,3 1,3 2,1 1,3 Media 2,4 3,3 2,8 2,0 2,9 2,4 2,2 3,1 2,6 Mediana 2,2 2,9 2,6 2,0 2,8 2,4 2,2 2,8 2,5 CV (%) 26% 38% 39% 27% 20% 29% 27% 32% 35% Nº observ En la Figura 6.5 donde se representan los datos de Q md, P y R para el año 2010, se observa que el caudal responde a los episodios de precipitación. En cambio, las respuestas del caudal al riego no son tan aparentes, aunque se observa un aumento de Q md a lo largo de la ER y un descenso fuerte en octubre, tras la conclusión de la campaña de riego. 159

162 Q (m 3 /s) Año hidrólogico oct-09 nov-09 dic-09 ene-10 feb-10 mar-10 abr-10 may-10 jun-10 jul-10 ago-10 sep-10 oct-10 R P Q P y R (mm) 0 Figura 6.5. Cuenca de la Clamor Amarga. Clamor Amarga en Zaidín (EA nº 225): caudal medio diario (Q), precipitación diaria (P) y riego (R) en el año hidrológico Concentraciones de sales (CE) y nitrato (NO 3 - ) Las Tablas 6.10 y 6.11 presentan la estadística básica de la CE y el NO 3 para la ER de 2009 y el AH 2010, y las Figuras 6.6 y 6.7 presentan la evolución diaria del caudal medio, CE y NO 3 diarios. La CE osciló entre valores de 1,4 ds/m y 4,0 ds/m siendo el valor medio de 2,6 ds/m (Tabla 6.10). En el 100% de los casos se sobrepasó el umbral de 0,7 ds/m establecido por FAO para el uso del agua para riego sin problemas de salinidad (Ayers y Westcot, 1985). La CE en las dos ER fue parecida, aunque algo mayor en 2009 (CE ER-2009 =2,6 ds/m) que en 2010 (CE ER-2010 =2,3 ds/m). El número de observaciones que superó la CE umbral de severa limitación de uso del agua para riego (3,0 ds/m; Ayers y Westcot, 1985) fue diez veces mayor en 2009 que en 2010 (16% frente a 1,6%) (Tabla 6.10). Para el año hidrológico 2010 se observa que la CE fue mayor en la ENR que en la ER (valores medios de 3,1 y 2,3 ds/m, respectivamente). En la Figura 6.7 y la Tabla 6.10 se observa que las CE son algo más estables durante la ER que durante la ENR, debido a las fluctuaciones puntuales que aparecen en la ENR derivadas de aportes diluidos. Los picos de estos aportes (Figs. 6.6 y 6.7) no tienen la forma clásica de los hidrogramas debidos a precipitaciones (aunque sí hay lluvias, en algún caso fuertes, en los días precedentes a esos eventos; Fig. 6.5), lo que sugiere que en 2010 hubo aportes directos de la red de riego y señala la necesidad de controlar dichos aportes en los próximos años. 160

163 Tabla Cuenca de la Clamor Amarga. Estación de Clamor Amarga en Zaidín (EA nº 225): estadística básica de la conductividad eléctrica (CE) diaria en la estación de no riego (ENR: octubre a marzo), estación de riego (ER: abril a septiembre) y año hidrológico (AH: octubre a septiembre) de los años 2009, 2010 y CE (ds/m) ENR ER AH ENR ER AH ENR ER AH Máximo -- 3, ,00 3,16 4,00 4,00 3,52 4,00 Mínimo -- 1, ,48 1,37 1,37 1,48 1,37 1,37 Media -- 2, ,06 2,31 2,68 3,04 2,44 2,64 Mediana -- 2, ,12 2,33 2,61 3,10 2,43 2,59 CV (%) -- 17% -- 16% 14% 21% 16% 17% 20% Nº de observ Nº > 0,7 ds/m (% Total) % % 100% 100% 100% 100% 100% Nº > 3,0 ds/m (% Total) -- 16% -- 64% 1,6% 33% 64% 8,8% 27% Los valores de NO 3 oscilaron entre 1,0 mg/l en la ER de 2009 y 131 mg/l en la ENR de El valor medio para la ER de 2009 y el AH de 2010 fue de 39 mg/l (Tabla 6.11). El 89% de las muestras superaron el límite de 25 mg/l y el 14% el límite de 50 mg/l (Tabla 6.11). Igual que ocurría con la salinidad, el NO 3 fue menor durante la ER que durante la ENR (Figura 6.7), y los CV fueron menores para la ER que durante los meses de invierno. Si se comparan la ER de 2009 con la de 2010 se observa que el NO 3 fue algo menor en 2010, y que las muestras que superan el límite de 50 mg/l son tres veces más en la ER de 2009 que en la de Tabla Cuenca de la Clamor Amarga. Estación de Clamor Amarga en Zaidín (EA nº 225): estadística básica de la concentración de NO 3 - diario en la estación de no riego (ENR: octubre a marzo), estación de riego (ER: abril a septiembre) y año hidrológico (AH: octubre a septiembre) de los años 2009, 2010 y NO - 3 (mg/l) ENR ER AH ENR ER AH ENR ER AH Máximo Mínimo -- 1,0 -- 4,2 1,6 1,6 4,2 1,0 1,0 Media Mediana CV (%) -- 35% -- 38% 24% 35% 38% 30% 35% Nº de observ Nº > 25 mg/l (% Total) -- 88% -- 90% 90% 90% 90% 89% 89% Nº > 50 mg/l (% Total) -- 12% -- 27% 3,8% 15% 27% 7,9% 14% 161

164 La concentración de NH 4 se determinó en muestras puntuales (una o dos al mes), con lo que el número de muestras disponibles es muy inferior al de muestras de NO 3. Por esa razón, las estadísticas de NH 4 se presentan para todo el periodo con datos (abril de 2009 a septiembre de 2010; la ER de 2009 y el AH 2010) en la Tabla Tabla Cuenca de la Clamor Amarga. Estación Clamor Amarga en Zaidín (EA nº 225): estadística básica de la concentración de NH 4 (expresada como NH 4 y como N-NH 4 ) en la ER 2009 y el AH 2010; concentración máxima (Max), mínima (Min), desviación estándar (DE), coeficiente de variación (CV). Max Min Media Mediana DE CV (%) N NH 4 (mg/l) 6,06 <0,025 1,62 0,57 1, N-NH 4 (mg/l) 4,71 <0,019 1,26 0,44 1, Las concentraciones más elevadas se han encontrado en primavera-verano (abril-mayo de 2009 y junio de 2010, el máximo absoluto) pero con valores muy elevados también en invierno (noviembre de 2009 y febrero de 2010). La concentración de NH 4 presenta en conjunto una gran variabilidad (CV = 116%) y una distribución asimétrica, con 11 valores inferiores a 1 mg/l de un total de 18 y una cola muy marcada hacia la derecha, que se refleja también en una mediana muy inferior a la media (Tabla 6.12). 162

165 15,0 Q md (m 3 /s) 10,0 5,0 0, CE (ds/m) NO3 - (mg/l) oct-08 nov-08 dic-08 ene-09 feb-09 mar-09 abr-09 may-09 jun-09 jul-09 ago-09 sep-09 oct-09 Figura 6.6. Cuenca de la Clamor Amarga. Estación de Clamor Amarga en Zaidín (EA nº 225): valores diarios de caudal medio (Q md ), conductividad eléctrica (CE) y concentración de nitrato (NO 3 - ) en la estación de riego 2009 (ER: abril a septiembre). Las líneas rojas horizontales representan niveles tolerables y máximos de aptitud del agua para riego (CE: 0,7 y 3,0 ds/m) y de aptitud para consumo humano (NO 3 - : 25 y 50 mg/l). 163

166 8,0 Q md (m 3 /s) 6,0 4,0 2,0 0,0 6 5 CE (ds/m) NO3 - (mg/l) oct-09 nov-09 dic-09 ene-10 feb-10 mar-10 abr-10 may-10 jun-10 jul-10 ago-10 sep-10 oct-10 Figura 6.7. Cuenca de la Clamor Amarga. Estación de Clamor Amarga en Zaidín (EA nº 225): valores diarios de caudal medio (Q md ), conductividad eléctrica (CE) y concentración de nitrato (NO 3 - ) en el año hidrológico Las líneas rojas horizontales representan niveles tolerables y máximos de aptitud del agua para riego (CE: 0,7 y 3,0 ds/m) y de aptitud para consumo humano (NO 3 - : 25 y 50 mg/l). 164

167 Masas exportadas de sales y nitrógeno Las masas de contaminantes exportadas diariamente en la cuenca de la Clamor Amarga durante la ER de 2009 y el AH de 2010 se representan junto al caudal diario en las Figuras 6.8 y 6.9. Esta cuenca presenta como característica destacada respecto a las otras áreas de estudio que en la estación de control las concentraciones de N en forma de nitrato y en forma de amonio son similares. Así pues, los resultados que se presentan a continuación son la suma del nitrógeno nítrico y amoniacal medidos a la salida de la cuenca. 30 SQ (10-2 T/d) y Q (m 3 /s) oct-08 nov-08 dic-08 ene-09 feb-09 mar-09 abr-09 may-09 jun-09 jul-09 ago-09 sep-09 oct NQ (T/d) y Q (m 3 /s) oct-08 nov-08 dic-08 ene-09 feb-09 mar-09 Figura 6.8. Cuenca de la Clamor Amarga. Estación de Clamor Amarga en Zaidín (EA nº 225): valores diarios de caudal medio (Q ) y masas de sales (SQ ) y de nitrógeno (NQ ) exportadas en la estación de riego abr-09 may-09 jun-09 jul-09 ago-09 sep-09 oct

168 oct-09 nov-09 dic-09 ene-10 feb-10 mar-10 abr-10 may-10 jun-10 jul-10 ago-10 SQ (10-2 T/d) y Q (m 3 /s) sep-10 oct-10 NQ (T/d) y Q (m 3 /s) oct-09 nov-09 dic-09 ene-10 feb-10 mar-10 Figura 6.9. Cuenca de la Clamor Amarga. Estación de Clamor Amarga en Zaidín (EA nº 225): valores diarios de caudal medio (Q ) y masas de sales (SQ ) y de nitrógeno (NQ ) exportadas en el año hidrológico abr-10 may-10 jun-10 jul-10 ago-10 sep-10 oct-10 Las masas de sales son muy paralelas con el caudal, mientras que las masas de N no son siempre paralelas al caudal debido al efecto de concentraciones variables de N. En la ENR de 2010 se observan tres episodios (principios de los meses de octubre, noviembre y diciembre) en los que no ocurre este comportamiento, coincidiendo con los días en los que se registraron las mínimas CE de toda la estación. Para el día 7 de octubre se registró una CE de 1,98 ds/m, para el mismo día de noviembre la CE medida fue de 1,91 ds/m y el 5 de diciembre la CE fue de 1,48 ds/m, valores todos ellos muy por debajo de la media registrada en la ENR (3,1 ds/m, Tabla 6.10). En estos episodios, el aumento de Q md va acompañado de un descenso de la masa de sales, lo que solo es posible si las aportaciones diluidas elevan el nivel de agua en la Clamor lo suficiente para disminuir el flujo subsuperficial hacia el barranco. 166

169 En el caso de las masas de nitrógeno, como ya se ha señalado, la similitud entre caudal y masas no es tan patente aunque sí siguen un patrón bastante parecido, coincidiendo con los coeficientes de variación más altos encontrados en las concentraciones de nitrato comparados con los de las CE (Tablas 6.10 y 6.11). Los estadísticos de la Tabla 6.13 indican que para el AH 2010 las máximas masas de sales y nitrógeno se exportan durante la ENR. Tabla Cuenca de la Clamor Amarga. Estación de Clamor Amarga en Zaidín (EA nº 225): estadística básica de las masas diarias exportadas de sales (SQ) y de nitrógeno (NQ) en la estación de no riego (ENR: octubre a marzo), estación de riego (ER: abril a septiembre) y año hidrológico (AH: octubre a septiembre) de los años 2009 y SQ (Mg/día) ENR ER AH ENR ER AH Máximo Mínimo Media Mediana CV (%) -- 50% -- 35% 11% 24% NQ (Mg/día) ENR ER AH ENR ER AH Máximo -- 19,6 -- 6,94 5,43 6,94 Mínimo -- 0, ,68 0,60 0,60 Media -- 2, ,05 2,25 2,15 Mediana -- 2, ,78 2,20 2,00 CV (%) % -- 52% 31% 41% Concentraciones y masas exportadas de fósforo La concentración media de PT en la Clamor Amarga es la más alta de las cuatro cuencas estudiadas (0,59 mg/l en AH ; Tabla 6.14) y también la más estable (menor CV). La mediana de las concentraciones de PT (0,53 mg/l) es además bastante próxima a la media, revelando una distribución bastante simétrica de la concentración de PT. Todas las observaciones superaron el límite de cuantificación (0,09 mg/l) sin que se observe una estacionalidad clara ni una cierta relación con el caudal (Fig. 6.10). El valor máximo en la Clamor Amarga se encontró en mayo de 167

170 2010 (1,08 mg/l; Tabla 6.14) y fue similar al máximo absoluto en las cuatro cuencas de estudio (1,14 mg/l en el B co Valcuerna). La concentración media de la ER (0,55 mg PT/L) es 28 y 8 veces superior a los umbrales de riesgo de eutrofización (0,02 mg/l) y vida de especies salmonícolas (0,07 mg/l), lo que alerta acerca de los muy serios riesgos de contaminación por fósforo en los retornos de esta cuenca. Tabla Cuenca de la Clamor Amarga. Estación de Clamor Amarga en Zaidín (EA nº 225): estadística básica de la concentración de fósforo total (PT) y de la masa de PT exportada total (PQ) y por unidad de superficie regada (PQu) en la estación de no riego (ENR: octubre a marzo), estación de riego (ER: abril a septiembre) y año hidrológico (AH: octubre a septiembre) 2009 y PT (mg/l) ENR ER AH ENR ER AH ENR ER AH Máximo - 0,64-0,98 1,08 1,08 0,98 1,08 1,08 Mínimo - 0,37-0,53 0,40 0,4 0,53 0,371 0,37 Media - 0,47-0,69 0,64 0,66 0,69 0,55 0,59 Mediana - 0,44-0,66 0,54 0,59 0,66 0,49 0,53 CV (%) - 20% - 25% 41% 33% 25% 37% 34% Nº de observ Masas exportadas de PT Media ENR ER AH ENR ER AH ENR ER AH PQ (kg PT) PQu (kg PT/ha) - 0,45-0,42 0,58 1,00-0,51 - La masa de PT exportada en las ER de 2009 y 2010 fue más parecida que en otras estaciones, con un valor medio para las ER de 26,1 Mg, equivalentes a 0,51 kg PT/ha (Tabla 6.14). Para el AH-2010, la masa exportada unitaria alcanzó 1,0 kg PT/ha, un valor elevado pero inferior al registrado en la cuenca del Alcanadre con unas concentraciones más bajas. El 58% de las salidas de P tuvieron lugar durante la ER. 168

171 5 5 4,5 4,5 4 Q PT 4 3,5 3,5 Q (m 3 /s) 3 2, ,5 2 PT (mg/l) 1,5 1, ,5 0, ,5 4 3,5 Q PQ Q (m 3 /s) 3 2, ,5 1 0,5 0 oct-08 dic-08 feb-09 abr-09 jun-09 ago-09 oct-09 dic-09 feb-10 abr-10 jun-10 ago-10 PQ (kg/mes) Figura Cuenca de la Clamor Amarga. Concentración media mensual (de una o dos medidas por mes) de fósforo total (PT) y masa de fósforo mensual exportada (PQ) por la estación de Clamor Amarga en Zaidín (EA nº 225). Las dos series se muestran junto al caudal medio mensual (Q) Balances de agua, sales y N El Anexo 6.3 recoge las entradas mensuales de agua de riego (R) (Anexo 6.3.1) en la zona regable de la cuenca de la Clamor Amarga en el AH 2010 y su calidad (Anexo 6.3.2) y los Anexos 6.4 las entradas de agua por aportes urbanos e industriales (AUrb), precedentes de los datos de depuradoras (facilitados por el IAA) o de 169

172 volúmenes servidos por CHE (Anexo 6.4.1) y la calidad (concentración de N) de los efluentes de las depuradoras (Anexo 6.4.2) Balance de agua El cierre del balance de agua ( W = -39 mm en el AH equivalente al 4%) ha resultado muy satisfactorio en el AH 2010 (Tabla 6.15). Las entradas totales han sido de 445 hm 3 (878 mm expresados por unidad de superficie regada), siendo superiores en la ER (320 hm 3 ) que en la ENR (126 hm 3 ). Las salidas totales han sido de 465 hm 3 (918 mm) igualmente superiores en la ER. Algunos eventos del hidrograma y el registro de CE y masa de sales exportada (Fig. 6.4, 6.6 y 6.8) sugieren la necesidad de verificar la presencia de aportes diluidos (posiblemente aguas de cola de canales o vertidos operacionales desde el canal de Aragón y Cataluña u otros), especialmente durante la ENR. Tabla Cuenca de la Clamor Amarga. Términos del balance de agua por unidad de superficie regada (mm) durante la estación de no riego (ENR), la estación de riego (ER) y el año hidrológico (AH) Términos del balance de agua ENR ER AH Riego (R, mm) Precipitación (P, mm) Otras Entradas (OE, mm) (1) Caudal de salida (Q, mm) Caudal neto de salida (Q* = Q OE, mm) Evapotranspiración referencia (ET 0, mm) Evapotranspiración cultivo (ET c, mm) Evapotranspiración real (ET r, mm) Otras salidas (OS, mm) (2) Error balance (E-S) (mm) Error balance (%) = 200 [(E-S)/(E+S)] -4 (1) Incluye: el retorno de los abastecimientos a pequeñas poblaciones para usos urbanos e industriales y los retornos de las depuradoras. (2) Pérdidas por evaporación y arrastre. La primera entrada de agua al sistema ha sido el riego (63% de las entradas en el AH y 82% en la ER), seguida de la precipitación (35% en el AH y 17% en la ER). Los AUrb (únicas OE consideradas) sólo representaron el 1,7% de las entradas. La salida más importante fue ET r (79% de las salidas en el AH y 81% en la ER) seguida de Q (17% en el AH y 13% en la ER). Las PEA solo representaron el 5% de las salidas totales (el 6% en la ER) siendo nulas en la ENR. 170

173 Las salidas netas del sistema (flujos de retorno de riego Q*) representan el 90% del caudal total de salida (94% en la ER y 85% en la ENR), señalando la escasa importancia de AUrb en el balance hídrico de la Clamor Amarga. No obstante, la contribución de OE al balance hídrico se verá afectada, igual que el cierre del balance, por la introducción de nuevos términos (AC particularmente) en los próximos años Balance de sales La principal entrada de sales al sistema es R ( Mg a lo largo del AH, la mayor parte en la ER: Mg). La aportación de sales de P (4.319 Mg) y OE (1.984 Mg) solo alcanza el 8% en conjunto, aunque su proporción es mucho más importante (44%) durante la ENR (Tabla 6.16). Tabla Cuenca de la Clamor Amarga. Términos del balance de sales durante la estación de no riego (ENR), la estación de riego (ER) y el año hidrológico (AH) Concentraciones (mg/l) medias ponderadas por caudal de sólidos disueltos totales (SDT), masas (Mg) y masas por unidad de superficie regada (Mg/ha) en las entradas y salidas del sistema. Concentración (mg/l) ENR ER AH SDT riego SDT precipitación 27,3 27,3 27,3 SDT otras entradas (1) SDT caudal de salida Masa sales (Mg) ENR ER AH Riego (SR) Precipitación (SP) Otras entradas (SOE) (1) Caudal de salida (SQ) Flujos de retorno de riego (SQ*) Balance de sales ( S) Masa sales unitaria ((Mg/ha regada) ENR ER AH Riego (SR) 0,11 1,28 1,39 Precipitación (SP) 0,06 0,03 0,09 Otras entradas (SOE) (1) 0,03 0,01 0,04 Caudal de salida (SQ) 1,60 1,67 3,26 Flujos retorno riego (MSu) 1,57 1,66 3,22 Balance de sales ( S) -1,41-0,34-1,75 (1) Incluye: el abastecimiento a pequeñas poblaciones y los usos industriales. La salida de sales asciende a SQ = Mg en el AH, valor claramente superior a las entradas que indica un fuerte lavado de sales del sistema. Al contrario 171

174 que con las entradas, las salidas se producen por igual durante la ENR ( Mg/ha, 49%) y la ER ( Mg/ha, 51%) (Tabla 6.16). De esas sales de salida, el 99% (SQ* = Mg) proceden de los flujos de retorno de riego. La misma proporción se mantiene prácticamente en la ER y en la ENR (Tabla 6.16). Es decir, la casi totalidad de las sales de salida por Zaidín se originan en la zona regable (a falta de la introducción de nuevas entradas en los próximos convenios), de manera que el efecto del regadío (aporte de sales) puede establecerse casi directamente con la medición de las salidas por la EA nº 225. La masa unitaria de sales exportada en los flujos de retorno de riego (MSu) fue de 1,57 Mg/ha en la ENR, 1,66 Mg/ha en la ER y 3,22 Mg/ha en el AH. Estas masas netas exportadas del sistema comparadas con las entradas por R y P dan lugar a un balance de sales negativo (se exportan más sales de las que se importan en el año hidrológico): S = -1,75 Mg/ha en el AH, con la particularidad de que la mayor parte de ese lavado se produce durante la ENR (-1,41 Mg/ha frente a solo -0,34 Mg/ha en la ER). Es decir, durante la ER el lavado de sales es menos intenso que durante la ENR, porque, aún siendo de la misma magnitud las salidas netas SQ*, las entradas por SR son mucho mayores durante la ER Balance de nitrógeno En los siguientes apartados se describen las prácticas de fertilización de los cultivos más representativos y se cuantifica la masa de N aportada con la fertilización (NF), además de cuantificar la masa de N extraída por los productos cosechados (NC) Prácticas de fertilización La determinación de la fertilización nitrogenada a través de encuestas ha presentado algunas dificultades derivadas de las distintas prácticas culturales en los regadíos del Canal de Aragón y Cataluña. En esta zona se presenta una superficie mayor de frutales (nectarina, melocotonero, peral y manzano) y de vid regados por goteo. La fertilización en estas áreas es muy diferente de la llevada a cabo en las otras zonas estudiadas hasta el momento (regadas sobre todo por inundación) y de la realizada en la otra cuenca de estudio incorporada este año a los convenios CHE- CITA (la del B co de la Valcuerna, regada esencialmente por aspersión). Además, el modelo de encuesta empleado en otras áreas se ha demostrado inadecuado. La fertilización de los cultivos extensivos (cereales de invierno, maíz y alfalfa) se ha podido determinar normalmente, pero la de los frutales regados por goteo reveló unas diferencias importantes con la de estos cultivos. 172

175 Especialmente, no se detectaron unas fechas concretas de aplicación de fertilizantes, sino que los fertilizantes se van aplicando con el riego a lo largo del periodo de cultivo (entre enero y octubre). Por ello las encuestas para los frutales regados por goteo se procesaron de un modo diferente, calculando las masas totales aplicadas por cada agricultor sin intentar obtener las dosis correspondientes a cada aplicación. En general, la fertilización nitrogenada en la cuenca de la Clamor Amarga ha resultado inferior a la de otras zonas estudiadas y se aprecia también un mayor porcentaje de aplicación de N orgánico. Estas dosis bajas de fertilización nitrogenada apuntan a una aplicación más adecuada de los fertilizantes (factible en sistemas de riego por goteo y aspersión, pero difícilmente alcanzable en riego por superficie) que en otras zonas, o a que las encuestas no han podido establecer correctamente el uso de los residuos orgánicos producidos en la zona (muy superiores a los que resultan de las aplicaciones establecidas en las encuestas). Así, si el porcentaje relativamente bajo de encuestados que aplican abonos orgánicos (con dosis normalmente altas) no queda bien determinado (en general por defecto, porque la intensidad de muestreo no es suficiente para encuestar a un número suficiente de agricultores que sí realizan esa aplicación), las entradas totales de N orgánico quedarían infraestimadas. Resumiendo, las prácticas de abonado en la cuenca de la Clamor Amarga se han determinado a partir de 102 encuestas realizadas a los agricultores. Se realizaron encuestas en las comunidades de regantes de San Esteban, Binéfar, Almacellas, Tamarite de la Litera, Altorricón y Zaidín. Además se complementó la información de las encuestas de los agricultores de las comunidades de regantes con la información facilitada por la cooperativa frutícola de Zaidín. Los resultados de las encuestas se recogen en la Tabla 6.17 (N de origen mineral y orgánico y N total aplicado a cada cultivo) y en la Tabla 6.18 (desglose de las aplicaciones de fertilizantes nitrogenados para los principales cultivos de la Clamor Amarga: cereales de invierno, alfalfa y maíz). La Figura 6.11 ilustra los resultados separados en N de origen orgánico y mineral ordenados de menor a mayor dosis total de N para los 3 cultivos extensivos principales. Los resultados para los frutales se presentan separados en riego por goteo y riego por inundación (Tabla 6.19 y Fig. 6.12). 173

176 Tabla Cuenca de la Clamor Amarga. Nitrógeno aplicado en promedio con la fertilización (mineral y orgánica) a los principales cultivos y número de encuestas para cada cultivo (Núm) en el año hidrológico Cultivo N min N org N total kg N/ha Núm Maíz 151,6 115,3 266,8 17 Cereal 80,5 59,5 139,9 26 Alfalfa 11,9 98,9 110,8 19 Frutal (Inundación) 54,8 0,0 54,8 29 Frutal (Goteo) 103,0 0,0 103,0 9 Girasol (1) 0,0 72,0 72,0 1 Festuca (1) 138,0 0,0 138,0 1 (1) Resultados de una única encuesta y posiblemente poco representativos de las prácticas de fertilización de estos cultivos en la cuenca. Tabla Cuenca de la Clamor Amarga. Fecha media de aplicación (desviación estándar en días entre paréntesis) y cantidad media de N aplicado (NA) en cada abonado (desviación estándar entre paréntesis y % de agricultores que efectuaron esa aplicación) para los principales cultivos extensivos en el año hidrológico Coberteras Abonado orgánico Pre-siembra Primera Segunda Cultivo Fecha NA Fecha NA Fecha NA Fecha NA (d) kg ha -1 (d) kg ha -1 (d) kg ha -1 (d) kg ha -1 Maíz 5 Mar 218 (141) 11 Abr 61 (40) 20 Jun 95 (35) 14 Jul 82 (20) (25) 41%+12%* (30) 82% (23) 71% (31) 41% Alfalfa 5 Ene 269 (165) Mar 19 (21) 15 Jun 28 (39) (76) 37% - - (32) 47% (86) 11% Cereal 12 Oct 119 (78) 5 Nov 42 (23) 5 Mar 65 (26) invierno (37) 50% (28) 73% (20) 77% * Porcentaje de agricultores encuestados que realizan una única aplicación de abono orgánico + porcentaje de los que realizan dos aplicaciones. Fertilización de la alfalfa en los años siguientes al de siembra. Resultados combinados para los cultivos de trigo y cebada. 174

177 Fertilización del maíz Fertilización de los cereales kg N/ha N orgánico N mineral kg N/ha N orgánico N mineral Encuestas Encuestas Fertilización de la alfalfa kg N/ha N orgánico N mineral Encuestas Figura Cuenca de la Clamor Amarga. Encuestas individuales de fertilización de maíz, cereal de invierno y alfalfa: Masa total de N de origen mineral y origen orgánico aplicado en orden creciente de N total. A continuación se describen las prácticas de fertilización para los cultivos más importantes en la zona, según se han determinado a través de las encuestas. Fertilización nitrogenada del maíz La dosis de fertilizante obtenida para el maíz fue de 267 kg/ha, con un 43% aplicado en forma de abono orgánico (Tabla 6.17), especialmente estiércol de ternera y purín porcino que aplicaron 9 de los 17 encuestados (Tabla 6.18). Más de la mitad de los encuestados realizaron una o dos aplicaciones de fertilizante orgánico al maíz en torno a los meses de febrero y marzo, sumando hasta un total de 218 kg N/ha, aunque con gran variabilidad entre las aplicaciones (DE = 141 kg N/ha; Tabla 6.18). Las mayores dosis de N aplicado en forma orgánica correspondieron siempre a aplicaciones de purín de cerdo. Las mayores dosis de N total aplicado se corresponden con las encuestas con mayores aportaciones de N orgánico (Fig. 6.11). La mayoría de los encuestados realizaron un abonado de pre-siembra en abril (82%) y una cobertera en junio (71%), mientras que solo el 41% aplicaron una segunda cobertera en julio. Las dosis correspondientes a las coberteras (para los agricultores que las aplicaron) fueron superiores a las del abonado de fondo (95 kg N/ha y 82 kg N/ha para la primera y segunda cobertera frente a 61 kg N/ha para el abonado de fondo) (Tabla 6.18). Los abonos más empleados en fondo fueron 175

178 abonos complejos bajos en N: y principalmente. En cobertera, en cambio se empleó esencialmente la solución nitrogenada N32 y en menor medida, urea. Fertilización nitrogenada de la alfalfa Las prácticas de fertilización de la alfalfa encontradas en los años posteriores al de siembra (puesto que no se obtuvieron respuestas sobre el abonado en el año de siembra) fueron muy variadas: tan solo 7 de 19 encuestados (37%) aplicaron abono orgánico entre octubre y marzo, solo 11 aplicaron una cobertera en abril-marzo y 2 llegaron a aplicar una segunda (desde abril hasta agosto) (Tabla 6.18). De los 19 encuestados, 6 no realizaron aplicación alguna de fertilizante nitrogenado. Los abonos minerales empleados en las coberteras son en general complejos pobres en N o carentes de N (con la excepción de una aplicación de urea). Por ello, y por las altas dosis de abono orgánico empleadas (hasta 550 kg N/ha en la aplicación máxima, con una media de 269 kg N/ha; Tabla 6.18) la mayor parte del N recibido por el cultivo de alfalfa (89%) tuvo origen orgánico (Tabla 6.17). En todos los casos menos uno, el abono orgánico empleado fue purín de cerdo. La alfalfa es el único cultivo estudiado para el que las aplicaciones de N orgánico excedieron a las de N mineral (además del girasol, pero para ese cultivo solo se tiene el resultado de una encuesta y las prácticas reales podrían ser diferentes). Las mayores dosis de N total aplicado se corresponden con las encuestas con mayores aportaciones de N orgánico (Fig. 6.11). Fertilización nitrogenada de los cereales de invierno La cantidad de N orgánico recibida por los cereales de invierno (59,5 kg N/ha) fue inferior a la de N mineral (80,5 kg N/ha) (Tabla 6.17), al contrario que en la alfalfa. La mitad de los encuestados aplicaron abono orgánico, tanto purín de cerdo (27%) como estiércol de ovino o vacuno (16%) o gallinaza (8%), entre final de agosto y noviembre; correspondiendo las dosis más altas al purín. Las mayores dosis de N total aplicado se corresponden con las encuestas con mayores aportaciones de N orgánico (Fig. 6.11). En presiembra (aplicación realizada por el 73% de los encuestados en octubrenoviembre) dominaron los abonos complejos pobres en N ( , y similares; en algún caso superfosfato di-amónico, ), con lo que la cantidad media aplicada de N fue baja (42 kg N/ha; Tabla 6.18). Prácticamente la misma proporción de agricultores (77%) aplicó una única cobertera en febrero-marzo, mayoritariamente de urea (46% de N) y en menor medida de soluciones nitrogenadas (N32 y N27), alcanzando los 65 kg N/ha (Tabla 6.18). 176

179 Fertilización nitrogenada de los frutales Según las encuestas realizadas, los frutales regados por inundación solo recibieron fertilización mineral en la cuenca de la Clamor Amarga en 2010; mientras que el 33% de los regados por goteo recibieron aplicaciones de purín (en una fecha que los agricultores no supieron especificar). En riego por superficie se realizaron hasta 4 aplicaciones, aunque el 90% de los entrevistados realizaron únicamente dos aplicaciones entre febrero y julio (frente al 3% que realizaron 3 y el 7% que realizaron 4) (Tabla 6.19). En riego por goteo, la fertilización se aplicó con el riego durante algunas semanas, en general desde mediados de abril hasta finales de junio, aunque con algunas aplicaciones puntuales durante el verano y con ciertas diferencias entre frutales (Tabla 6.19). Tabla Cuenca de la Clamor Amarga. Aplicaciones de fertilizantes nitrogenados en frutales en el año hidrológico 2010: a) Fecha media de aplicación (desviación estándar en días entre paréntesis) y cantidad media de N aplicado (NA) en cada abonado (desviación estándar entre paréntesis y % de agricultores que efectuaron esa aplicación) para los frutales regados por superficie; y b) N mineral aportado por mes y N orgánico aplicado total (NA), cantidad media, desviación estándar entre paréntesis y % de agricultores que efectuaron esa aplicación para los frutales regados con riego localizado. a) Riego por superfície (N=29) Coberteras Primera Segunda Tercera Cuarta Fecha NA Fecha NA Fecha NA Fecha NA (d) kg ha -1 (d) kg ha -1 (d) kg ha -1 (d) kg ha -1 8 Feb 35 (12) 25 May 18 (7) 5 May 11 (7) 15 Jun 16 (5) (43) 100% (31) 100% (35) 10% (-) 7% b) Riego localizado (N=9) N mineral (kg ha -1 ) en cada mes N orgánico Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Total NA (kg ha -1 ) 0,2 0,2 0,3 9,2 15,1 6,7 2,1 1,3 0,4 0,3 35,8 202 (16) - 33% En riego por superficie se emplearon abonos complejos de contenido bajomedio en N: , , y especialmente, normalmente aplicados en 2 coberteras en febrero y mayo. Los pocos agricultores que realizaron más aplicaciones (el 10%) adelantaron la fecha de sus primeras aplicaciones de modo que la tercera y cuarta coberteras se aplicaron en mayo y junio (Tabla 6.19). En total, la cantidad de fertilizante N aplicado fue baja (54,8 kg N/ha; Tabla 6.17). Las respuestas obtenidas para frutales en riego por superficie se refieren sobre todo a 177

180 nectarina y melocotón y en menor medida a peral y manzano, sin que se aprecien diferencias en la fertilización de los distintos frutales. kg N/ha kg N/ha Fertilización de frutales (inundación) N orgánico N mineral Encuestas Fertilización de frutales (goteo) N orgánico N mineral Encuestas Figura Cuenca de la Clamor Amarga. Encuestas individuales de fertilización de frutales: Masa total de N de origen mineral y origen orgánico aplicado en orden creciente de N total. En riego por goteo la cantidad de N aplicada fue muy superior (103,0 kg N/ha; Tabla 6.17) debido a las aplicaciones de purín muy elevadas que realizaron solamente el 33% de los encuestados: 202 kg N/ha (Tabla 6.19). La fertilización mineral de los frutales en riego localizado ascendió a tan solo 35,8 kg N/ha, inferior a la encontrada para riego por superficie. De las 9 encuestas, 7 correspondían a nectarina, melocotonero y paraguayo y presentaron valores medios de N aplicado (129,5 kg N/ha) muy superiores a las dos encuestas sobre peral y manzano (10,0 kg N/ha), incluso si solo se considera la aplicación de N mineral (43,1 kg N/ha). Los 3 encuestados que aplicaron purín porcino, siguieron aplicando dosis medias de 178

181 fertilizante mineral, es decir, no disminuyeron las aplicaciones sensiblemente, lo que puede indicar que la aplicación de purín obedece más a la necesidad de gestionar el residuo que al reconocimiento de su efecto beneficioso como aporte de nutrientes (N). En riego por goteo, las mayores dosis de N total aplicado se corresponden con las encuestas con mayores aportaciones de N orgánico (Fig. 6.12). Fertilización de otros cultivos minoritarios (girasol y festuca) Solo se ha podido realizar una encuesta para los cultivos de girasol y de festuca, por lo que los resultados presentados (Tabla 6.17) pueden ser poco representativos de las prácticas reales en la zona. En concreto, según la única encuesta realizada el girasol (además destinado a forraje) recibe solo una dosis de fertilizante orgánico (estiércol de vacuno) que aporta 72 kg N/ha. Aunque este resultado concuerda con la baja fertilización usual para el girasol (más cultivado por las subvenciones que para obtener rendimientos adecuados), no es seguramente representativo de las prácticas normales en girasol grano. La encuesta realizada sobre festuca reveló la aplicación de 2 coberteras minerales en enero y junio, ambas de 69 kg N/ha en forma de urea. Una dosis fertilizante total de 138 kg N/ha (69+69 kg N/ha de la fertilización mineral) es bastante usual para cultivos forrajeros en otras áreas estudiadas Rendimientos de cosecha Los rendimientos obtenidos en la zona de la Clamor Amarga según las encuestas realizadas se presentan en la Tabla Con esos rendimientos y los contenidos en N de los productos cosechados (Tabla 2.2) se han calculado las extracciones de N de las cosechas (NC), única salida de N del sistema considerada además de NQ. Todos los resultados obtenidos indican rendimientos típicos de regadío bien manejados. Tabla Cuenca de la Clamor Amarga. Rendimientos medios (kg/ha) de los principales cultivos en el año Rendimiento (kg/ha) Maíz Alfalfa Cereal Frutales Balance de nitrógeno La Tabla 6.21 resume los términos del balance de N. Las concentraciones de N en las aguas de entrada (R y P) fueron bajas, en contraste con las de otras entradas 179

182 (AUrb) y las del caudal de salida que fueron muy elevadas. La concentración de N en los efluentes de las depuradoras se recoge en el Anexo Tabla Cuenca de la Clamor Amarga. Términos del balance de nitrógeno durante la estación de no riego (ENR), la estación de riego (ER) y el año hidrológico (AH) Concentraciones de nitrógeno medias ponderadas por caudal (N) y masas de N totales y por superficie regada de las entradas y salidas del sistema. Para NQ y NQ* se presentan las masas exportadas en las dos formas de N consideradas: N- NO 3 + N-NH 4 = N total Concentración (mg/l) ENR ER AH N riego 0,47 0,30 0,31 N precipitación 0,32 0,32 0,32 N otras entradas (1) 23,0 13,6 19,5 N caudal de salida 11,8 9,0 10,2 Masa N (Mg) ENR ER AH Riego (NR) Precipitación (NP) Fertilización (NF) Fijación simbiótica (NFS) Otras entradas (NOE) (1) Caudal de salida (NQ) = = =785 Flujos de retorno de riego (NQ*) = = =641 N extraído cultivos (NC) Balance de nitrógeno ( N) Masa N unitaria (kg/ha regada) ENR ER AH Riego (NR) 0,2 1,5 1,7 Precipitación (NP) 0,6 0,3 1,0 Otras entradas (NOE) (1) 2,1 0,8 2,8 Fertilización (NF) 144,3 Fijación simbiótica (NFS) 132,5 Caudal de salida (NQ) 7,4 8,1 15,5 Flujos de retorno de riego (MNu) 5,3 7,4 12,6 N extraído cultivos (NC) 246,9 Balance de nitrógeno ( N) 19,9 (1) Únicamente se han considerado como OE los aportes urbanos e industriales. La concentración de N en el caudal de salida se corresponde con la suma de N- NO 3 (mg/l) y N-NH 4 (mg/l). Aunque la concentración de NH 4 media en el AH 2010 es de tan solo 1,77 mg/l, su contenido en N hace que represente un aporte sustancial de N, pues expresada como N resulta N-NH 4 = 1,38 mg/l. 180

183 La masa de N aportada por fertilización fue algo superior a NFS y ambas muy superiores a NR, NP y NOE, que en conjunto apenas suponen el 2% de las entradas totales de N (aunque la concentración de NOE sea muy alta como corresponde a las AUrb). Las salidas por NC representan el 94% de las salidas mientras que NQ supone únicamente el 6% restante. El total de NQ asciende a 785 Mg, repartidos casi por igual en la ER (411 Mg, 52%) y la ENR (374 Mg, 48%). La mayor parte del N (78%) procede de la zona regable, con una repartición de NQ* entre la ER y la ENR similar a la de NQ (58% en la ER y 42% en la ENR) (Tabla 6.21). La masa de N por unidad de superficie regada exportada en los flujos de retorno de riego asciende a MNu = 12,6 kg/ha para el AH, siendo algo mayor durante la ER (MNu = 7,4 kg/ha) que durante la ENR (MNu = 5,3 kg/ha). En cuanto la forma del N en el caudal de salida, NQ, el 87% (681 Mg) fue N-NO 3 y el resto (104 Mg, 13%) N-NH 4. La proporción de N-NH 4 aumenta algo (hasta el 17%) si se consideran las exportaciones netas de la zona regable (NQ*). Para las salidas netas, el 59% de NQ* se produce en la ER pero ese porcentaje es el mismo para el N- NO 3 (60%) y algo menor para el N-NH 4 (53%) indicando que durante la ER, las salidas en forma de NO 3 son relativamente más importantes, como corresponde a su origen normalmente ligado al drenaje de los suelos agrícolas regados (Tabla 6.21). El balance de N en la Clamor Amarga resulta en una acumulación de Mg (19,9 kg/ha) en el AH 2010 (al nivel de aproximación de este trabajo, en el que no se consideran algunas salidas, volatilización y desnitrificación principalmente) (Tabla 6.21). Al igual que en la cuenca del Alcanadre y La Violada en 2010 (pero al contrario que en Valcuerna y Violada en 2009), el N ha resultado positivo en la Clamor Amarga (19,9 kg/ha) Índices de calidad del riego y de contaminación El riego se aprovecha de un modo muy eficiente en la cuenca de la Clamor Amarga (EfR = 85% en la ER y EfR = 86% en el AH), como corresponde a un sistema con un porcentaje elevado de superficie regada por aspersión (40%) y goteo (13%). La fracción consuntiva también es muy elevada (89% en el AH) especialmente para la ER en la que se consume hasta el 94% del agua de entrada. En línea con el alto aprovechamiento, la FD es relativamente baja (16% en el AH y 13% para la ER). El predominio relativo de los riegos presurizados conlleva un déficit hídrico bajo (DH = 12% en la ER) que supone un grado de satisfacción bueno de las necesidades de los cultivos y por tanto unos rendimientos cercanos a los potenciales. 181

184 Tabla Cuenca de la Clamor Amarga. Índices de calidad de riego calculados para el conjunto del regadío en la estación de riego (ER) y el año hidrológico (AH) Índices de calidad de riego 2010 ER AH Eficiencia de riego (EfR, %) 84,6 86,1 Fracción consuntiva (FC, %) 94,0 88,7 Fracción de drenaje (FD, %) 13,5 15,9 Déficit hídrico (DH, %) 12,1 18,7 La masa de sales neta de salida del sistema es 2,2 veces superior a las de entrada al sistema por R y P, aunque durante la ER este IBS es menor: tan solo alcanza un valor de 1,3 como consecuencia de las mayores entradas por SR en la ER. La concentración en los flujos de retorno de riego (Q*) durante todo el AH es 13,7 veces superior a la de las aguas de entrada al sistema (R y P). Este FCRP es menor si solo se considera la ER, porque siendo prácticamente iguales las concentraciones de salida en la ER y ENR la concentración de R y P es mayor en la ER por la mayor proporción de R (Tabla 6.23). Las pérdidas en los flujos de retorno de riego del N aplicado con la fertilización suponen el 9% (ratio NQ*/NF, asumiendo que todo el N en el drenaje procede de la fertilización en el mismo año). Este ratio disminuye casi a la mitad si se consideran NFS, (por la presencia destacada de cultivo de alfalfa) y apenas varía si además se consideran OE, dada su escasa relevancia en la zona (Tabla 6.23). Tabla Cuenca de la Clamor Amarga. Índices de contaminación por sales y nitrógeno calculados para el conjunto del regadío en la estación de riego (ER) y el año hidrológico (AH) Índices de contaminación 2010 ER AH Índice Balance Sales (IBS) 1,3 2,2 Factor Concentración Riego y Precipitación (FCRP) 9,4 13,7 NQ*/NF 9% NQ*/(NF+NFS) 5% NQ*/Nentradas 4% 182

185 6.5. Conclusiones 1. El balance hídrico del AH 2010 cerró muy satisfactoriamente, lo que da consistencia a los resultados obtenidos. Aunque bajo, el balance negativo sugiere que las salidas superan a las entradas, quizá debido a la posible existencia de entradas no controladas. Asimismo, el hidrograma de la estación de aforos sugiere la presencia de flujos de dilución (posiblemente aportes directos de agua de riego) que habrá que verificar en los próximos años 2. La elevada eficiencia del riego (85% en la ER) y fracción consuntiva (89% en la ER) y la baja fracción de drenaje (16% en la ER) y déficit hídrico (12% en la ER) indican un buen manejo del riego presurizado (40% de la superficie regada por aspersión y un 13% por goteo). 3. La salinidad del agua de la Clamor Amarga es la segunda más elevada de las cuatro cuencas estudiadas (CE = 2,68 ds/m o SDT = mg/l). La concentración de N es asimismo la segunda más elevada de la cuatro cuencas (10,2 mg N/L), y se caracteriza porque una parte relevante de este N se presenta en forma amoniacal, de tal manera que el 17% de las exportaciones de N en los flujos de retorno de riego (NQ*) se produce en forma de NH 4. Esta presencia de NH 4 apunta a una contaminación de origen industrial y/o ganadero. 4. Las masas unitarias de sales (MSu = 3,2 Mg/ha) y de N (MNu = 12,6 kg/ha) son inferiores a las de las demás zonas de estudio (excepto La Violada en 2010). La relación de pérdidas de NF en los retornos de riego del 9% es también la menor de todas las cuencas, excepto en Violada La dosis media de fertilizante en la cuenca (NF = 144 kg/ha) es algo baja para el patrón existente de cultivos (inferior a la del Alcanadre y similar a La Violada en 2010, con cultivo de cereal). Este hecho, unido a la presencia de explotaciones ganaderas en la cuenca, sugiere que las entradas NF se están infra-estimando (pese al balance positivo de N: N = 20 kg/ha). Las dosis muy altas de fertilización orgánica aplicadas por un porcentaje reducido de agricultores (en esta cuenca y en las demás), hacen que el resultado de NF sea muy sensible a ese porcentaje de agricultores que usan el abonado orgánico, difícil de determinar en un número pequeño de encuestas. 5. El lavado de sales anual es satisfactorio ( S = -1,7 Mg/ha) aunque algo justo durante la ER ( S = -0,3 Mg/ha) lo que podría inducir a problemas de 183

186 acumulación de sales en el suelo a lo largo de la ER si las mismas no son lavadas en la ENR. 6. La concentración media de fósforo total exportada en los retornos de la Clamor Amarga es la más alta de las cuatro cuencas estudiadas (0,59 mg/l para el año hidrológico). La concentración media de la ER (0,55 mg PT/L) es 28 y 8 veces superior a los umbrales de riesgo de eutrofización y vida de especies salmonícolas. La masa de P exportada en 2010 fue, junto con el Alcanadre, la mayor de las cuatro cuencas estudiadas, indicando que esta cuenca es una fuente importante de contaminación por fósforo. 184

187 7. Cuenca del Barranco de La Valcuerna 7.1. Introducción El análisis de esta cuenca se ha iniciado en el presente Convenio CHE-CITA para el año hidrológico Octubre 2009-Septiembre 2010, razón por la que se hace una breve introducción con algunos datos históricos de la CHE. El Barranco de La Valcuerna se localiza en la margen izquierda del valle medio del Ebro, y es la cuenca hidrológica de mayor extensión e importancia dentro de la superficie dominada por los regadíos de Monegros II. Se inicia en el extremo SE de la Sierra de Alcubierre y discurre en dirección NO-SE hasta finalizar en el embalse de Mequinenza. Tiene una longitud aproximada de 35 km y una cuenca de 672 km 2. En la cabecera del barranco se sitúa la boca sur del túnel de Alcubierre, que constituye el inicio de la red de distribución de agua de la zona regable Monegros II. Dicho túnel conecta las partes primera y segunda del canal de Monegros y es el punto de partida de los canales de Sástago y de la continuación del de Monegros. Ambos canales forman parte del Plan General de Transformación de la Segunda Parte del Canal de Monegros declarado de interés nacional por Real Decreto 37/1985. La estación de control del Barranco de La Valcuerna en Candasnos (EA nº 231) se encuentra situada bajo el puente que atraviesa el Barranco de La Valcuerna en el km. 25,8 de la carretera Candasnos-Caspe, en el término municipal de Candasnos y drena una extensión de 464 km 2. La estación entró en funcionamiento en noviembre de Originalmente la estación de aforos tenía un vertedero rectangular de labio grueso de 100 cm de longitud para la medida de caudales bajos o moderados y otro de 395 cm de longitud para caudales elevados. En la actualidad tiene un vertedero rectangular de 10,24 m que abarca los dos arcos del puente desde la margen derecha (Foto 7.1). La inexistencia de un vertedero para caudales bajos implica que la precisión en la medida de los caudales es baja. Berga (1993) realizó un seguimiento del caudal y de la salinidad en la estación de control nº 231 durante el periodo febrero de 1986 a septiembre de Los resultados más relevantes fueron: - En régimen natural se estimó un caudal medio diario de 12 L/s (0,4 hm 3 /año), bastante inferior al estimado por MOPU-CSIC (1989) de 9,7 hm 3 /año, es decir, veintiséis veces superiores a las medidas en este trabajo. - Los valores de salinidad en el barranco en régimen natural fueron altos (CE media = 13,3 ds/m, enero septiembre 1986) y descendieron progresivamente (Tabla 7.1) debido al aumento paulatino del regadío y por lo tanto del aporte de agua 185

188 proveniente del Canal de Monegros con una baja salinidad (CE < 0,4 ds/m). El 23 de abril de 1987 se inauguró la salida de agua de la boca sur del túnel de Alcubierre, aunque desde el 10 de marzo ya se utilizaba el cauce del barranco como sistema en precario de distribución del agua y en junio de 1987 se regaban 500 ha del sector I, localizado en la margen izquierda del Barranco de Valcuerna. Foto 7.1. Cuenca de La Valcuerna. Vista de la estación de control del Barranco de Valcuerna en Candasnos, estación nº231 de la red de aforos de CHE. Tabla 7.1. Cuenca de La Valcuerna. Estación Barranco de Valcuerna en Candasnos. Conductividad eléctrica máxima, mínima y media diaria en la estación de Candasnos, superficie regada en la cuenca y masa de sales total y unitaria exportada en la citada estación (Berga, 1993). Régimen Natural (1) CE max (ds/m) 14,0 14,0 14,0 13,0 11,4 9,8 CE min (ds/m) 4,9 3,9 1,2 2,3 2,9 1,7 CE media (ds/m) 13,3 12,9 10,1 10,7 8,4 6,7 Desviación estándar 1,3 2,1 3,2 1,9 2,4 2,5 CV (%) Superficie en riego (ha) Masa de sales (Mg) Masa unitaria sales (Mg/ha) 18,1 15,7 (1) 24 febrero-15 septiembre de

189 - La descarga subterránea al barranco es muy pequeña para los primeros kilómetros del barranco (valores inferiores a 0,4 L s -1 km -1 ), y aguas abajo de Peñalba esta descarga aumenta hasta alcanzar valores de 2,5 L s -1 km -1 en el entorno de la estación de aforos. Esta salida subterránea no se ha considerado en este trabajo y puede ser una fuente de error importante que necesite ser incorporada a los balances. No obstante, en el primer año de balance (2010) las salidas medidas han superado a las entradas. Para caracterizar el tipo de sales presentes en La Valcuerna se presenta el diagrama de Piper de las observaciones iónicas completas obtenidas por la CHE en el marco de este trabajo entre abril de 2009 y septiembre de 2010 (Fig. 7.1). Las aguas del barranco en la estación de Candasnos son sulfatado-clorurado-sódico-magnésicas (SO 4 > Cl > 25% y Na > Mg >25% expresadas en meq/l) con una media de 68,5 meq/l de SO 4, 26,1 meq/l de Cl y 5,8 meq/l de HCO 3 entre los aniones y 43,9 meq/l de Na, 35,6 meq/l de Mg y 20,3 meq/l de Ca entre los cationes. Se trata de agua de una elevada salinidad (del orden de 7,9 ds/m o mg/l) que tiene su origen en la disolución de sales presentes en el suelo y en las lutitas salinas que predominan en el sub-suelo (Aragüés y Beltrán, 1998). La composición salina de todas las muestras analizadas es muy similar (escasa variación entre muestras en la Fig. 7.1) SO4+Cl Ca+Mg 0 Mg 0 SO4 Ca Na+K HCO3+CO3 Cl+NO3 Figura 7.1. Cuenca de La Valcuerna. Diagrama de Piper con las concentraciones iónicas entre abril de 2009 y septiembre de 2010 en la estación nº 231 del B co de La Valcuerna en Candasnos. 187

190 La estadística de los caudales recogidos en la estación de Candasnos por la CHE en el período (Fig. 7.2) muestra que la aportación media anual es de 14,3 hm 3. Se observa que el aporte al barranco aumenta con la progresiva puesta en riego de la zona, desde valores inferiores a 5 hm 3 en los años 90, a valores por encima de 15 hm 3 a partir del año hidrológico En cuanto a la distribución estacional las aportaciones mínimas (0,7 hm 3 /mes) se dan en los meses de invierno y las máximas en septiembre (1,4 hm 3 /mes) (Fig. 7.2). Figura 7.2. Cuenca de La Valcuerna. Caudales históricos en la estación de B co de Valcuerna en Candasnos (EA nº231). Datos del Centro de Estudios Hidrográficos Descripción de la zona de estudio La cuenca del Barranco de La Valcuerna se sitúa en la margen izquierda del río Ebro, se inicia en el extremo SE de la Sierra de Alcubierre y discurre en dirección NO- SE hasta finalizar en el embalse de Mequinenza. Los términos municipales que están englobados (en parte o en su totalidad) en la cuenca son Peñalba (741 habitantes), Valfarta (90 habitantes), Candasnos (419 habitantes), Castejón de Monegros (670 habitantes), Sena (548 habitantes), La Almolda (619 habitantes) y Bujaraloz (1.055 habitantes). La estación de control recoge los retornos de riego de tres comunidades de regantes pertenecientes a la Comunidad General de Riegos del Alto Aragón: La Comunidad de San Miguel con una superficie de ha que drena en su totalidad en la estación de control, la Comunidad de Montesnegros con ha de las cuales 188

191 2.505 ha drenan dentro de la cuenca del Barranco de La Valcuerna y la Comunidad de Candasnos con ha de las cuales ha drenan a la estación de control (Fig. 7.3). Así pues, la superficie regable de la zona de estudio para el año 2010 fue de ha y se regaron casi la totalidad de ellas (7.021 ha regadas). Figura 7.3. Cuenca de La Valcuerna. Cuenca hidrográfica del B co Valcuerna, canales, ríos, comunidades de regantes, aliviadero, estaciones meteorológicas, municipios, estación de aforo y unidades de trabajo para el cálculo de la ET r. El clima de la zona de estudio es continental con una precipitación media anual de 340 mm y una evapotranspiración de referencia (Penman-Monteith) de mm (media del periodo en la estación Valfarta de la Red SIAR). Este clima se caracteriza por presentar grandes diferencias entre las temperaturas de invierno y verano siendo estos últimos poco lluviosos. Los datos climáticos ponderados para las estaciones incluidas en la zona de estudio (estación de Candasnos y estación de Valfarta) para el año hidrológico 2010 se recogen en la Tabla 7.2. La precipitación anual en 2010 fue de 290 mm, valor inferior al de los años (media de 340 mm) y la temperatura media anual de 13,6 ºC. Los meses de verano, especialmente julio y agosto son los menos lluviosos y a su vez los que alcanzan mayores temperaturas medias (24,8 y 23,3 ºC respectivamente). La ET 0 para el periodo entre octubre de 2009 y septiembre de 2010 fue de mm, algo superior a la observada en años anteriores ( ). 189