ESTADO ACTUAL DE LOS ACUÍFEROS EN EL OASIS NORTE Y CENTRO DE MENDOZA A PARTIR DE LA INFORMACIÓN PIEZOMÉTRICA Martinis, Nicolás; José O. Robles Instituto Nacional del Agua Centro Regional Andino (INA - CRA); nmartinis@ina.gov.ar RESUMEN La recarga de los acuíferos del oasis Norte y Centro se produce por infiltración en el lecho de los ríos, en canales, percolación del riego, filtraciones en áreas urbanas y en menor medida por las precipitaciones meteóricas, mientras que la descarga ocurre por bombeo desde los acuíferos, surgencia natural y flujo subterráneo que egresa de las cuencas. La variación de almacenamiento de los acuíferos y su tendencia, debido a los procesos anuales de recargadescarga, se ve reflejada a lo largo de los años a través de mediciones en las redes de monitoreo hidrológico que se inician en 1967 en la cuenca Norte y en 1972 en la cuenca Centro. En ambos casos se continúa con algunas interrupciones hasta el presente. Las series de datos de niveles piezométricos obtenidos en el período invernal constituye la base de la información sobre la cual se analiza y cuantifica la variación del almacenamiento del agua subterránea en estos oasis. Determinar su estado actual y analizar cómo han cambiado las reservas frente a las variaciones de la recarga y la descarga permite conocer cuál ha sido su evolución durante cada período de mediciones. Con el análisis de las variaciones de almacenamiento se pudo estimar el déficit hídrico de la cuenca hidrogeológica Norte, incluida la subcuenca Carrizal, en 96 hm 3 en el período comprendido en los 42 años entre 1969 y 2011, con un promedio del orden de los 2,3 hm 3 /año, poco importante dada la variabilidad de las variaciones de almacenamiento entre -400 y 500 hm 3 /año. En el caso de la cuenca Centro el déficit hídrico se hallaría en el orden de los 48 hm 3, en el período comprendido de 34 años entre 1973 y 2011, con un promedio en el orden de los 1.3 hm 3 /año, también en este caso poco importante dada la variabilidad de las variaciones de almacenamiento entre -160 y 320 hm 3. Palabras clave: agua subterránea, balance, monitoreo, recarga
INTRODUCCION Las cuencas hidrográficas y las hidrogeológicas contienen un sistema hídrico natural donde los distintos componentes del ciclo hidrológico interactúan entre sí. Las actividades que desarrolla el hombre dentro de estos sistemas modifican el comportamiento natural del agua, pudiendo producir graves daños ecológicos. Por dicha razón, una gestión racional del recurso hídrico en una región debe contemplar acciones que, tendiendo a un aprovechamiento eficiente, no alteren el equilibrio global del sistema. Las Cuencas Hidrogeológicas de Mendoza Norte y Centro son extensas cubetas deprimidas rellenadas con sedimentos clásticos de ambiente continental de origen fluvial que han sido transportados principalmente por los ríos Mendoza y Tunuyán. Estos sedimentos provienen de la Cordillera Principal, Frontal y Precordillera. Los acuíferos que en ellas se presentan pueden discriminarse en libres, semiconfinados y confinados. Los acuíferos libres, se encuentran cercanos al origen de las cuencas, bajo terrenos de importante pendiente topográfica, y están constituidos predominantemente por sedimentos gruesos tanto en su desarrollo vertical y como horizontal. Los acuíferos semiconfinados y confinados comienzan con el quiebre topográfico del terreno, a partir del cual disminuye su pendiente, la capacidad de transporte fluvial y la granulometría de los sedimentos, provocando el predominio de arenas sobre los intervalos limo-arcillosos. La existencia de estas capas menos permeables origina extensas áreas de surgencia. Las características geológicas e hidrogeológicas señaladas, definen la circulación horizontal y vertical del agua subterránea, como así también las áreas de recarga y descarga. En el área libre de las cuencas hidrogeológicas, se produce la recarga del sistema y es allí donde ocurren las mayores fluctuaciones volumétricas de las aguas subterráneas. En las Figuras 1 a 4, el área libre se encuentra a la izquierda de la línea que limita los acuíferos, mientras que a la derecha se desarrollan los acuíferos confinados semiconfinados. También se destaca las áreas que presentan surgencia natural y las redes de monitoreo hidrológico. Las redes monitoras de ambas cuencas, son redes cambiantes debido a que el nivel estático del agua subterránea se mide en pozos construidos por la actividad privada y por ello suelen presentarse variados inconvenientes que obligan a interrumpir series de mediciones y proceder al reemplazo de perforaciones. La base de datos de la cuenca Norte consta de 710 pozos con información hidrológica histórica y actualmente solo se mide en 300 de ellos, debido a que más de la mitad han sido reemplazados. Para la cuenca Centro, la base de datos consta de 225 pozos de los cuales se miden 106 y el resto son reemplazos.
Figura 1. Cuenca hidrogeológica Mendoza Norte. Figura 2. Red monitora de medición de niveles
Figura 3. Cuenca hidrogeológica Valle de Uco
Figura 4. Red monitora de medición de niveles
OBJETIVO Analizar y cuantificar las variaciones del almacenamiento del agua subterránea en el área de acuífero libre de la cuenca Norte y Centro para los períodos 1969/2011 y 1973/2011. Conocer la evolución del almacenamiento en el acuífero libre y su estado actual en los períodos mencionados. Establecer un modelo estadístico de predicción de esas variaciones en función del derrame del río Mendoza. MATERIALES Y METODOS Para este trabajo, se recopiló toda la información existente sobre registros de niveles piezométricos, correspondiente a la red de monitoreo posee el INA-CRA(ex-CRAS). Posteriormente, se seleccionaron todos los datos medidos en invierno, época en que los acuíferos se hallan menos perturbados por la extracción de sus aguas, la que principalmente se destina al riego. A partir de los registros proveídos por el Departamento General de Irrigación de la estación de aforos Cacheuta, se obtuvo la serie de derrames del río Mendoza entre 1969 y 1999, ordenada en períodos anuales desde el 1 de julio al 30 de junio del año siguiente. Desde fines de 2002, entra en operación el dique Potrerillos y los derrames son suministrados por el Departamento General de Irrigación. La cartografía provino del Instituto Geográfico Militar Argentino, del Instituto Nacional del Agua y del Ambiente - Centro Regional Andino, Ex-Centro Regional de Agua Subterránea y del Departamento General de Irrigación. Con los registros de niveles georeferenciados de cada pozo o piezómetro, se procede a igualar las series de los registros de un año respecto al siguiente o sea que un mismo pozo tenga dato en ambos años, ya que por distintas razones no siempre se puede medir el mismo número de pozos de la red. Esto se hace para todos los años en que se midió. A continuación se realiza la interpolación de los datos de nivel de ambas series utilizando el método de Kriging, para generar las superficies piezométricas, y se comparará la superficie piezométrica de un año respecto del anterior logrando volúmenes positivos y negativos. La diferencia entre los volúmenes positivos y negativos se multiplica por la porosidad efectiva asumida del 12 %, adoptada como representativa de las características hidrogeológicas promedio para el área de acuífero libre. El resultado es una estimación de la variación del almacenamiento de agua en la cuenca. Todo el procedimiento se hizo con el programa Surfer versión 8.02.
VARIACIÓN DEL ALMACENAMIENTO ZONA NORTE En la Tabla 1, se indica la superficie del área libre, la porosidad efectiva asumida, la variación anual del almacenamiento y derrame anual del río Mendoza. CUENCA NORTE - MENDOZA Variación anual del almacenamiento del acuífero libre Area:1169 km 2 Porosidad efectiva:12 % Período: 1969-2011 Tabla I PERIODO VAR. ALMACEN. VAR. NIVEL DE AGUA DERRAME ANUAL RÍO MENDOZA AÑOS (hm3) (m) (hm3) 69-70 -206-1,47 1326 70-71 -403-2,88 830 71-72 -205-1,46 1083 72-73 426 3,04 1983 73-74 95 0,68 1504 74-75 -9-0,06 1480 75-76 -306-2,19 1110 76-77 -272-1,94 929 77-78 233 1,66 1698 78-79 399 2,85 2241 79-80 -53-0,38 1546 80-81 204 1,46 1854 81-82 -289-2,06 1285 82-83 492 3,51 2776 83-84 65 0,46 2007 84-85 -129-0,92 1799 85-86 -213-1,52 1338 86-87 136 0,97 2070 87-88 298 2,13 2103 88-89 -348-2,49 1372 89-90 -142-1,01 1197 90-91 -282-2,01 1000 91-92 149 1,06 1701 92-93 84 0,60 1622 93-94 -113-0,81 1417 94-95 -158-1,13 1446 95-96 -253-1,81 1177 96-97 -281-2,01 855 97-98* -120-0,86 1297 98-99* -272-1,94 1014 99-00 -200-1,43 1025 00-01 326 2,33 1698 01-02 244 1,74 1602 02-03 384 2,74 1868 03-04 -56-0,40 1359 04-05 -151-1,08 1127 05-06 480 3,43 2212 06-07 442 3,16 1900 07-08* -26-0,19 1474 08-09* 179 1,28 1857 09-10* -5-0,04 1514 10-11* -240-1,71 1052 (*) Los valores de variación de almacenamiento fueron obtenidos por regresión lineal
A partir de los datos de variación de almacenamiento y derrame del río Mendoza que se observan en la Tabla 1 salvo los indicados con asterisco, se trazó el gráfico de la Figura 5 en el que la ecuación de la recta de regresión (y = 0.5341x-813.2), permitió obtener la variación del almacenamiento para los períodos en que no se efectuaron mediciones. VARIACIÓN DEL ALMACENAMIENTO (hm3)) 800 700 600 500 400 300 200 100 0-100 -200-300 -400-500 CORRELACIÓN - REGRESIÓN ENTRE LA VARIAVIÓN DE ALMACENAMIENTO EN EL ACUÍFERO LIBRE DE LA CUENCA MENDOZA NORTE Y DERRAME DEL RÍO MENDOZA y = 0,5341x - 813,2 R 2 = 0,7704-281 233 326-9 84-56 -120-53 -151-142 -113-272 -205-200 -206-158 -282-253 -213-272 -289-306 -403-348 95 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 DERRAME RÍO MENDOZA (Hm3) 244 149 384 442 204-129 426 65 298 136 480 399 FIGURA 5 492 En la Figura 5, se observa que el equilibrio de la cuenca (Variación del almacenamiento = 0), se logra para un derrame del río en el orden de los 1.522 hm 3 /año, valor que supera apenas al derrame medio del período 1969 2011, que fue de 1.518 hm 3 /año. En la Figura 6 se representan dos series: una que corresponde al hidrograma del río Mendoza y su tendencia en el período 1969-2011 y la otra a la variación anual del almacenamiento y su tendencia para el mismo período. En este gráfico se observa que las variaciones de almacenamiento acompañan a las variaciones del derrame del río. Sumando las variaciones de almacenamiento, (Tabla 1 y Figura 6) el déficit hídrico en el área libre de la cuenca hidrogeológica, es de -96 hm 3 en el período de 42 años comprendido entre 1969 y 2011. Si se promedia obtenemos una cifra -2,3 hm 3 /año, que es poco importante dada la amplitud de las variaciones de almacenamiento entre año pobre y rico de -400 y 500 hm 3. Asimismo la línea de tendencia revela una leve disminución del déficit.
HCTOMETROS CUBICOS 3000 2500 2000 1500 1000 500 0-500 -1000 1326 69-70 830-206 -403 70-71 71-72 1983 1504 1083 1110 426 95-205 -9 72-73 73-74 HIDROGRAMA DEL RÍO MENDOZA Y VARIACIÓN DEL ALMACENAMIENTO EN EL ACUÍFERO LIBRE DE LA CUENCA MENDOZA NORTE PERIODO 1969-2011 FIGURA 6-306 74-75 1480 75-76 1698 233 76-77 929-272 77-78 2241 78-79 1546 399-53 79-80 1854 80-81 204 1285-289 81-82 492 82-83 2776 2070 2007 1799 65-129 83-84 84-85 136 85-86 1338-213 86-87 298 87-88 Derrame del río Mendoza 2103 1197-348 1372-142 1701 1000 1622 TENDENCIA 1417 1446 1177 855 1297 1014 149 84 TENDENCIA V. -158-120 -253-282 -113-281 -272 Variación del almacenamiento 88-89 89-90 90-91 AÑOS 91-92 92-93 93-94 94-95 95-96 96-97 97-98* 98-99* 1698 1868 99-00 1025 326-200 00-01 1602 244 01-02 1359 02-03 384 1127 2212 480-56 -151 03-04 04-05 05-06 1900 1857 442 06-07 1474-26 07-08* *Valores obtenidos por correlación linal 179 08-09* 09-10* 1514 1052-5 -240 10-11* 11-12* ZONA CENTRO En la Tabla 2, se indica la superficie del área libre, la porosidad efectiva asumida, la variación anual del almacenamiento y derrame anual del río Tunuyán. Igual que en el caso anterior, primero fue necesario completar la serie de datos de la variación del almacenamiento de los períodos en que no se efectuaron mediciones a partir de un grafico de correlación y de su recta de regresión. La ecuación de la recta de regresión (y =0.3509x-327.4), permitió obtener la variación del almacenamiento para los períodos en que no se efectuaron mediciones. En la Figura 7, el equilibrio de la cuenca (Variación del almacenamiento = 0), se logra para un derrame del río en el orden de los 933 hm 3 /año, valor que supera apenas al derrame medio del período 1973 2011, que fue de 923 hm 3 /año.
CUENCA CENTRO - MENDOZA Tabla 2 Variación anual del almacenamiento en el acuífero libre Area: 1310 km2 Porosidad efectiva: 12% Período: 1973-2011 PERIODO VAR. ALMACEN. VAR. NIVEL DE AGUA DERRAME ANUAL RIO TUNUYÁN AÑOS (hm3) (m) (hm3) 73-74 -87-0,55 999 74-75 -35-0,22 1016 75-76 -115-0,73 627 76-77 -72-0,46 480 77-78 38 0,24 924 78-79 98 0,62 1018 79-80 -61-0,39 885 80-81 68 0,43 983 81-82 -130-0,83 735 82-83 320 2,04 1535 83-84* 19 0,12 989 84-85* 38 0,24 1041 85-86 73 0,46 892 86-87 149 0,95 1456 87-88 135 0,86 1390 88-89 -117-0,74 754 89-90 -6-0,04 797 90-91 -157-1,00 669 91-92 33 0,21 1005 92-93 71 0,45 1030 93-94 -55-0,35 928 94-95 -4-0,03 1007 95-96* -38-0,24 823 96-97* -148-0,94 509 97-98* -11-0,07 900 98-99* -103-0,66 639 99-00* -113-0,72 611 00-01* -85-0,54 689 01-02* 40 0,25 1045 02-03* 27 0,17 1008 03-04 7 0,04 1246 04-05 -64-0,41 628 05-06 212 1,35 1532 06-07 152 0,97 1146 07-08* -23-0,15 865 08-09* 74 0,47 1143 09-10* -28-0,18 852 10-11* -150-0,95 503 (*) Los valores de variación de almacenamiento fueron obtenidos por regresión lineal
400 RELACIÓN ENTRE LA VARIACIÓN DE ALMACENAMIENTO EN EL ACUÍFERO LIBRE DE LA CUENCA HIDROGEOLÓGICA DEL VALLE DE UCO Y DERRAME DEL RÍO TUNUYÁN PERÍODO 1973-2011 FIGURA 7 300 320 VARIACIÓN DEL ALMACENAMIENTO (hm3)- 200 100 0-100 y = 0,3509x - 327,41 R 2 = 0,7149-72 -64-115 -157-6 -117-130 68 73 38 33-55 -61 98 71-4 -35-87 152 7 135 149 212-200 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 DERRAME RÍO TUNUYÁN (hm3) Figura 7 En la Figura 8 se representan dos series: una que corresponde al hidrograma del río Tunuyán y su tendencia en el período 1973-2011 y la otra a la variación anual del almacenamiento y su tendencia para el mismo período. De igual manera que en el caso anterior, sumando las variaciones de almacenamiento, (Tabla 2, Figura 8) el déficit hídrico en el área libre de la cuenca hidrogeológica, es de -48 hm 3 en el período de 38 años comprendido entre 1973 y 2011. Si se promedia obtenemos una cifra -1.26 hm 3 /año, que es poco importante dada la amplitud de las variaciones de almacenamiento entre año pobre y rico de - 160 y 320 hm 3. Asimismo la línea de tendencia deja ver que la tendencia de la variación de almacenamiento en el período ha sido nula.
1800 HIDROGRAMA DEL RÍO TUNUYÁN Y VARIACIÓN DEL ALMACENAMIENTO EN EL ACUÍFERO LIBRE DE LA CUENCA HIDROGEOLÓGICA DE VALLE DE UCO PERÍODO 1973-2011 FIGURA 8 HECTÓMETROS CÚBICOS 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0-200 -400 999-87 73-74 -35 74-75 1016 627 480-72 -115 75-76 76-77 1535 1456 1390 1018 1041 983 1005 10301007 989 823 924 885 892 797 928 38 77-78 98 78-79 -61 79-80 68 80-81 735-130 81-82 320 82-83 83-84* 19 38 84-85* 73 85-86 149 135 86-87 87-88 754-117 88-89 -6 89-90 669-157 90-91 HIDROGRAMA RÍO TUNUYÁN 33 71-55 -4-38 509-148 1045 TENDENCIA 900 639 VARIACIÓN DEL ALMACENAMIENTO 91-92 92-93 93-94 AÑOS 94-95 95-96* 96-97* -103-113 689 611 40-11 TENDENCIA 97-98* 98-99* 99-00* -85 00-01* 01-02* 1246 1008 27 02-03* 7 03-04 628 04-05 212-64 05-06 1532 06-07 1146 152-23 07-08* 865 74 08-09* 1143 09-10* 852-28 10-11* 503-150 VALORES PROBABLES OBTENIDOS POR REGRESIÓN LINAL 11-12 Figura 8 CONCLUSIONES El déficit hídrico de la cuenca Norte de -96 hm 3 en el período de 42 años comprendido entre 1969 y 2011. Su promedio de -2.3 hm 3 /año, es poco importante frente al comportamiento oscilante de las variaciones de almacenamiento entre año pobre y rico de -400 y 500 hm 3. Cabe entonces concluir que el estado hidrológico de la cuenca ha variado en el período en entorno al equilibrio entre los extremos positivos y negativos indicados. El déficit hídrico de la cuenca Centro se estimó en -48 hm 3 en el período de 34 años comprendido entre 1973 y 2011. El promedio es de -1.26 hm 3 /año, cifra poco importante frente a la variabilidad de las variaciones de almacenamiento -160 y 320 hm 3. En este caso también se manifiesta el equilibrio del sistema hídrico aunque oscilante entre extremos positivos y negativos.
BIBLIOGRAFÍA - Instituto Nacional del Agua (INA) - Centro regional Andino (CRA), Bases de datos hidrológicos de las cuencas de agua subterránea de Mendoza Centro y Norte. Período1969/2011y 1973/2011. - Departamento General de Irrigación de Mendoza (DGI): Datos de aforo en canales y ríos, informes finales de obras de captación de aguas subterránea, cartografía. - Instituto Nacional del Agua (INA) Centro regional Andino (CRA) Evaluación del estado hidrológico de las cuencas de agua subterránea de Mendoza. Informes del período 1969/2011. - Martinis, N, Robles, J, 2000.Cuenca hidrogeológica del Oasis Norte de Mendoza. Variación del almacenamiento en el acuífero libre. Período 1969/99. Provincia de Mendoza. INA - CRA, IT 4, Mendoza. - Pazos, J, Bessone, J L. Vivas; J A. Vaca; A, Wetten, y C, Valero, 1993. Relatorio XII Congreso Geológico Argentino. Geología y Recursos Naturales de Mendoza. Recursos hídricos subterráneos y aguas termales. Buenos Aires.