AGUAS SUBTERRçNEAS Y HUMEDALES

CUSTODIO GIMENA, EmilioDr. Ing. Ind.Director Instituto Geol�gico y Minero de Espa�aR�os Rosas, 23 28003, Madrid. Catedr�tico de Hidrolog�a Subterr�nea, Dep. Ing. TerrenoUniversidad Polit�cnica de Catalu�a. Gran Capit�n s/n. Ed. D-2 08034, Barcelona

Palabras clave: humedales, agua subterr�nea, explotaci�n, calidad, efectos diferidos,Do�ana

RESUMEN

De una �poca en que los humedales eran terrenos malditos a rellenar y a ocupar seha pasado a una �poca en que empieza a reconocerse su papel clave en la ecolog�a y pro-ducci�n de materia org�nica. Aunque en el pasado se ha destruido mucha superficie dehumedales a�n queda una buena cantidad para proteger y restaurarlos en lo posible. Lascircunstancias de los humedales son muy variadas y diversas, y existen en casi cualquierlugar del mundo. Muchas de ellas dependen parcial o totalmente de aportes de agua sub-terr�nea, lo cual es algo que no ha sido reconocido y estudiado hasta �pocas recientes.La explotaci�n de los acu�feros interfiere con estos humedales y esto requiere un com-promiso para combinar los notables beneficios sociales de la explotaci�n del agua sub-terr�nea con la conservaci�n de la Naturaleza. Esto no s�lo es una cuesti�n cient�fica yt�cnica que necesita mejorar el conocimiento, sino que tambi�n y en especial es un asun-to econ�mico, social y pol�tico que requiere experiencia, aceptaci�n p�blica y decisio-nes de gesti�n, en un marco legal y normativo adecuado. Estos aspectos se ilustran conalusi�n a algunos humedales espa�oles, entre los que se hace especial referencia aDo�ana.

LOS HUMEDALES

Los humedales son rasgos de la superficie de la Tierra que responden a algunas delas siguientes condiciones: a) çreas con agua estancada o que fluye muy lentamente que

3

no son lagos, o sea, con una l�mina de agua somera. Para algunos autores es lo que per-mite que las aves acu�ticas se puedan alimentar en ellas; b) çreas con una superficie fre-�tica poco profunda de modo que la franja capilar sea asequible a las ra�ces de plantaspermanentes (freatofitas), las que pueden incluir �rboles de porte medio y grande; c)çreas en que la evapotranspiraci�n es mayor que la precipitaci�n, y que por lo tanto reci-ben aportes h�dricos de otras �reas, superficial o subterr�neamente.

No hay acuerdo claro para diferenciar un humedal de otras formas de acumulaci�n odisponibilidad m�s o menos permanente de agua, tales como �reas lacustres y franjas flu-viales ribere�as. En muchos casos los cient�ficos y gestores tienden a llamar humedal asituaciones que responden a un amplio aspecto de circunstancias. En las �reas costerasse les llama marismas, sobre todo si el agua tiene cierta salinidad. Otras designacionescomunes son desde �reas palustres y pantanales, y en catal�n aiguamolls.

Los humedales pueden pasar gradualmente a lagos y r�os. Pueden ser m�s o menospermanentes o bien ser estacionales, o incluso ser algo que s�lo se desarrolla completa-mente durante y despu�s de a�os h�medos. El grado de fluctuaci�n es algo importantepara las caracter�sticas de los humedales, y puede variar dentro del mismo humedal. Confrecuencia el agua es dulce, pero en �reas costeras y en determinadas situaciones conti-nentales �ridas o con influencia litol�gica de sales evapor�ticas o de acu�feros salinos elagua puede ir pasando a salobre y salina, e incluso a salmuera con sales precipitadas aso-ciadas.

Se encuentran humedales en casi todas las regiones de la Tierra, desde las h�medasa las �ridas, desde las interiores a las costeras, desde las altas a las litorales e inclusodepresiones. Su extensi�n puede ser muy variable, desde menos de una hect�rea amuchos km2, incluso miles de km2. Son m�s frecuentes en �reas de escaso relieve condif�cil drenaje y formaciones de moderada a baja permeabilidad, pero tambi�n seencuentran en �reas con relieve agreste, en interfluvios, y en �reas cerradas por dep�si-tos morr�nicos, deslizamientos o aportes volc�nicos. Pueden ser un rasgo habitual en�reas llanas h�medas y m�s raro pero muy importante en �reas �ridas.

Pueden encontrarse humedales en una gran variedad de circunstancias, tales como alo largo de valles fluviales, en el centro de depresiones tect�nicas, en �reas deltaicas, yall� donde los piedemontes pasan a llanuras de baja permeabilidad. Algunas tentativas declasificaci�n se pueden encontrar en Gonz�lez-Bern�ldez (1988), Brinson (1993) yCowardin et al. (1979). La Convenci�n Ramsar clasifica los humedales en marinos, deestuario, lacustres, ribere�os, palustres o artificiales.

En el pasado, y a veces a�n hoy en d�a, los humedales se han considerado como terre-nos bald�os e insalubles, como una causa de malaria y otras enfermedades h�dricas, unobst�culo al desarrollo humano y algo a conquistar para la agricultura y ocupaci�nhumana. Han sido y a�n son numerosos los intentos de relleno y desecaci�n. En Europay otras regiones desarrolladas del mundo una gran proporci�n de los humedales han sidodestruidos e irreversiblemente transformados, quiz�s hasta el 80% seg�n algunas situa-ciones. En ciertos pa�ses a�n persisten leyes y normas que favorecen esta actitud, enespecial en pa�ses en v�as de desarrollo y en zonas tropicales, donde la preocupaci�n

4

sanitaria es a�n real por falta de controles y de adecuada gesti�n del territorio. Es fre-cuente que el ciudadano medio tenga a�n cierta predisposici�n contra los humedales, enparte por recibir informaci�n sesgada y en parte por persistir leyendas y mitos, que enrealidad s�lo reflejan un pobre conocimiento del medio ambiente.

Afortunadamente esta situaci�n est� cambiando, en especial en pa�ses desarrollados,donde los preocupaciones medioambientales son ya habituales y en los que el valorintr�nseco de los humedales ya va tomando presencia (Barbier et al., 1997; Llamas et al.,1992). El estudio, evaluaci�n, catalogaci�n y normas de protecci�n de humedales es yacom�n en muchos pa�ses de Am�rica del Norte (Adams et al., 1991) y de la Uni�nEuropea, donde �sto se refleja en las Directivas vigentes o en preparaci�n.

En Espa�a los humedales est�n hoy protegidos por disposiciones en la Ley de Aguas,por lo menos potencialmente. La aplicaci�n de las disposiciones legales compete y esobligaci�n de las Confederaciones Hidrogr�ficas y organismos equivalentes, que son losresponsables de la gesti�n del agua, los que deben inventariar, observar y proteger dichoshumedales, con los objetivos que deben figurar Ðy figuran- en los Planes Hidrol�gicosde Cuenca.

Los humedales son �reas de especial importancia por los beneficios que producen,tanto desde el punto de vista naturalista, como econ�mico y est�tico, lo que se basa en:i) muy alta producci�n de materia org�nica, ii) gran diversidad de especies animales yvegetales, iii) efectos beneficiosos sobre el ciclo del agua, ya que favorecen la disminu-ci�n de la irregularidad de las aportaciones (por ejemplo suavizando las crecidas), laretenci�n de nutrientes, la mejora y regularizaci�n de la calidad del agua y la conforma-ci�n y mitigaci�n de la fluctuaci�n del clima local, iv) elevado inter�s econ�mico paralos habitantes locales y para la poblaci�n aguas abajo y costera, y tambi�n como cre-ciente fuente de ingresos por turismo.

Muchos humedales dependen de la lluvia local y de la contribuci�n del agua queescurre de un �rea a veces mucho mayor. Tales son las contribuciones fluviales y lasinundaciones de crecidas sobre el llano aluvial y otras �reas llanas, o las contribucionesde afluentes que quedan retenidos por los diques naturales del r�o principal.

Los humedales costeros pueden recibir aguas continentales, pero tambi�n puedenestar asociados a la marea marina. Han sido y son objeto de numerosos estudios por suubicaci�n favorable y porque muchos de ellos est�n en �reas templadas y fr�as de pa�sesdesarrollados.

Adem�s de estos humedales mantenidos por aguas superficiales, hay otros quedependen del agua subterr�nea y que son igualmente importantes, aunque con caracte-r�sticas diferenciales. En muchos casos son mixtos o con �reas en que domina uno u otroorigen del agua.

Los humedales que dependen del agua subterr�nea manifiestan una gran diversidadde formas, circunstancias, salinidades (desde agua dulce a salmueras saturadas) y habi-tats. Pero �sto no ha sido reconocido hasta �pocas recientes, en especial cuando son unaparte de humedales mayores, en los que suelen estar representados los aspectos m�s per-manentes.

5

Son escasas las publicaciones dedicadas a humedales que dependen del agua subte-rr�nea, as� como las que se centran en sus caracter�sticas y funcionamiento. Una de laspublicaciones b�sicas fue editada por Winter y Llamas (1993).

La mayor�a de ejemplos y resultados que se presentan m�s adelante proceden de loque se conoce en Espa�a, que es el pa�s de Europa Occidental con m�s humedales quedependen del agua subterr�nea, en un contexto clim�tico geomorfol�gico y geol�gicomuy diverso. Un primer intento de s�ntesis es el de Llamas (1987). Las l�neas maestraspara su restauraci�n han sido compliladas por Montes et al. (1995). Sin embargo el cono-cimiento hidrogeol�gico es a�n parcial.

Los dos humedales m�s emblem�ticos espa�oles, que combinan aguas superficialesy subterr�neas, son el Parque Nacional y Natural de Do�ana en el SW, y el ParqueNatural de las Tablas de Daimiel y otros humedales pr�ximos en Espa�a Central. Amboshan sido objeto de estudios y discusiones a causa del impacto de las explotaciones deagua subterr�nea para riego agr�cola, poco controladas pero m�s o menos exitosas, ade-m�s de algunos intentos de restauraci�n, aunque en ciertos aspectos han sido cient�fica-mente dudosos, en especial en las Tablas de Daimiel (Llamas, 1998; 1989; 1992). Sepueden encontran datos de referencia sobre Do�ana en Llamas (1990), Suso y Llamas(1991; 1993), IGME (1989), Custodio et al. (1999); Custodio (1995a) y Custodio yPalancar (1995).

HUMEDALES QUE DEPENDEN DEL AGUA SUBTERRçNEA

Los humedales que dependen del agua subterr�nea son aquellos en que el origen delagua es parcial, dominante o �nicamente agua subterr�nea. Las diferentes contribucio-nes h�dricas incrementan la diversidad areal y las formas de fluctuaci�n, tales como pro-fundidad del agua, extensi�n, salinidad y caracter�sticas qu�micas, lo cual es importantepara la biodiversidad. El agua subterr�nea es la contribuci�n m�s permanente y asegurala existencia de h�bitats permanentes, que son esenciales para un amplio conjunto deplantas y animales no migratorios. Estos h�bitats pueden ser muchas veces menos espec-taculares para el visitante, cazadores y turistas de Naturaleza al no incluir grandes pobla-ciones de aves acu�ticas. Quiz� por eso son menos conocidas y protegidas, a pesar de supapel ecol�gico y econ�mico de primer orden. Sin embargo ya se va reconociendo elamplio conjunto de aspectos interesantes involucrados.

Los humedales que dependen del agua subterr�nea incluyen humedales t�picos, enlos que se encuentra agua en superficie, y que pueden pasar gradualmente a lagunas,lagos y �reas fluviales. Tambi�n incluyen rasgos importantes tales como praderas h�me-das y �reas en las que no hay una superficie de agua continua. En tales humedales lavegetaci�n sobrevive a partir del agua subterr�nea ya que el nivel fre�tico y la franjacapilar est�n a poca profundidad, de modo que pueden ser alcanzados por las ra�ces delas plantas. Esta vegetaci�n a menudo incluye �rboles de porte medio o grande. EnDo�ana a estas masas de vegetaci�n se les llama de Òmonte negroÓ (Mu�oz Reinoso,2001), en contraste con las �reas en que dominan las xerofitas de menor tama�o, llama-

6

das de Òmonte blancoÓ. Cuando el agua subterr�nea no aflora en superficie pero man-tiene la vegetaci�n se tiene un humedal profundo o criptohumedal.

Hay casos en que la intensa evaporaci�n y transpiraci�n incrementa la salinidad localdel agua, en especial en climas �ridos y semi�ridos. Esto es m�s llamativo cuando no haydescarga de agua superficial y la aportaci�n de agua subterr�nea es ya rica en salesdisueltas a causa de las condiciones geol�gicas, tales como la existencia de sales solu-bles en el terreno, la concentraci�n del aporte salino atmosf�rico y la escasa recarga delacu�fero en �reas �ridas, especialmente cuando est�n cerca de la costa, y la mezcla deagua marina actual o relicta que est� en el terreno (Bay� et al., 1996). Los humedalessalinos y de salmueras son en muchos casos muy interesantes, como sucede en el deFuente de Piedra, en el SE de Espa�a, que es un �rea de descanso para los flamencos(ITGE, 1998), o en los llanos �ridos de los Monegros, en el NE de Espa�a (Garc�a-Vera,1994).

Los humedales que dependen del agua subterr�nea son �reas de descarga de aguasubterr�nea que corresponden a sistemas de flujo locales, intermedios o regionales(T�th, 1971; 1972; 1999; Custodio y Llamas, 1976, Sec. 24). Un primer intento de cla-sificaci�n bajo el punto de vista ecol�gico es el de Gonz�lez-Bern�ldez (1992). Una cla-sificaci�n hidrol�gica y morfol�gica ha sido preparada por un grupo de especialistasbajo la direcci�n del Dr. C. Montes para el Ministerio de Medio Ambiente de Espa�a.Aunque a�n est� in�dita, est� siendo aplicada por la Administraci�n General del Estadoy la de algunas Comunidades Aut�nomas. Estos humedales aparecen en una gran varie-dad de circunstancias, tales como cerca de fondos valles, en interfluvios, en �reas bajas,en �reas costeras y a lo largo de la orilla de grandes lagos.

Las �reas de descarga normalmente son una peque�a parte de un acu�fero y tiendena estar localizadas puntualmente o a lo largo de franjas cont�nuas o discont�nuas, e inclu-so en el fondo de depresiones peque�as o grandes. La mayor parte de la descarga y �reasen que el agua subterr�nea est� disponible para las plantas se sit�an a lo largo de franjasen que hay una zona vadosa, ya que las �reas centrales est�n a menudo ocupadas porsedimentos poco permeables, con humedad casi a saturaci�n, y que puede tener aguasalobre o salina. Pero la filtraci�n vertical de agua subterr�nea a trav�s de estos sedi-mentos poco permeables puede jugar el papel de mantener los humedales, o de retrasarsu secado estacional, o de crear flujos de descarga locales all� donde los sedimentos sondiscont�nuos o m�s permeables, formando manantiales (ojos en castellano, ullals en cata-l�n), y a menudo lodazales y arenas movedizas.

En lo que respecta a la cuenca hidrogr�fica y al sistema acu�fero, la mayor�a dehumedales que dependen del agua subterr�nea corresponden a algunas de las �reas m�sbajas, pero no necesariamente. Cuando la permeabilidad es relativamente peque�a y larecarga es relativamente importante, el nivel fre�tico est� en general cerca de la superfi-cie del terreno excepto en las �reas de mayor elevaci�n. As�, incluso en interfluvios y�reas de cabecera, las llanuras y depresiones locales pueden convertirse en humedales.En este caso las fluctuaciones pueden ser mayores que en �reas deprimidas regionales.En esas �reas deprimidas regionales la contribuci�n de agua subterr�nea puede ser casi

7

constante, independiente de la fluctuaci�n estacional e interanual de la precipitaci�n, ypor tanto de la recarga, a causa del gran tiempo de renovaci�n del agua en el sistema,que puede ser desde muchos a�os a mil�nios.

Las fluctuaciones estacionales en humedales que dependen del agua subterr�nea aveces parece importante. Incluso hay manantiales que llegan a secarse y r�os en que elcaudal de base puede desaparecer temporalmente. Esta situaci�n puede que no reflejeuna fluctuaci�n paralela de la contribuci�n de agua subterr�nea sino el efecto de cam-bios estacionales de la evapotranspiraci�n de plantas que usan el agua subterr�nea. Lacantidad total de agua descargada puede ser constante pero su descomposici�n en des-carga y transpiraci�n puede ser variable. Este es el caso de la cuenca del Arroyo de LaRocina, en Do�ana (Trick, 1998).

CONDICIONES EN HUMEDALES QUE DEPENDEN DELAGUASUBTERRçNEA

Las condiciones hidrogeol�gicas en humedales que dependen del agua subterr�neapuede variar mucho de un lugar a otro seg�n sea el �rea de recarga, el caudal de descar-ga, la distribuci�n regional y local de la permeabilidad y los rasgos topogr�ficos y loca-les alrededor de las �reas de descarga. Todos ellos tienen en com�n una distribuci�n delpotencial hidr�ulico del agua subterr�nea y de las caracter�sticas fisicoqu�micas e isot�-picas ambientales que suelen ser complejas, adem�s de tridimensionales alrededor ycerca del humedal, y cambiantes. Para explicar el comportamiento y funcionamiento delagua subterr�nea se necesita su buena comprensi�n. Las figuras 1 y 2 muestran un ejem-plo.

Estas circunstancias no suelen ser tenidas en cuenta en las simplificaciones, que sereducen a esquemas bidimensionales horizontales , lo que puede ser suficiente parareproducir el comportamiento regional pero no las caracter�sticas del humedal. No esraro que la informaci�n proceda de datos sobre la superficie fre�tica y de pozos some-ros, mezclados con datos piezom�tricos de sondeos profundos. A veces solo se conoceel nivel piezom�trico de formaciones acu�feras profundas y m�s productivas, en generalde pozos de explotaci�n. En este caso la posici�n del nivel fre�tico puede diferir de lasuperficie piezom�trica profunda, y as� las relaciones entre el agua subterr�nea y elhumedal pueden quedar muy distorsionadas. En las figuras 3 y 4 se dan algunos detalles.

Estos tipos de problemas son a�n m�s importantes cuando se trata de interpretardatos qu�micos e isot�picos ambientales. Cabe esperar r�pidos cambios de la composi-ci�n, en especial en profundidad. La distribuci�n de is�topos ambientales radioactivospueden mostrar cambios bruscos de un lugar a otro. Si no se considera la distribuci�n tri-dimensional la informaci�n puede ser desorientadora e incluso puede aparecer ca�tica yvariable estacionalmente.

La salinidad del agua del humedal depende de la del agua subterr�nea que se des-carga, de la contribuci�n de agua superficial, de la evaporaci�n y transpiraci�n local, ydel aporte salino litol�gico o de la de posici�n seca. Dicho aporte salino es un importantet�rmino del balance de sales, y se puede separar en varios t�rminos: a) Salida de agua

8

9

Figura 1. Representaci�n de la superficie fre�tica media en el �rea de El Abalario, comarca de Do�ana, entreMazag�n-Moguer y las Marismas del Guadalquivir, y entre el arroyo de la Rocina y el Mar, con indicaci�n delas lagunas temporales (modificado de Custodio y Palancar, 1995).

Figura 2. Esquema del flujo del agua subterr�nea en la secci�n vertical indicada en la figura 1, entre el arro-yo de La Rocina y el mar. La existencia de un grueso nivel de arenas medio-finas sobre el nivel fluvio deltai-co profundo, m�s permeable aunque menos continuo, da origen a un flujo tridimensional con notables com-ponentes verticales. Las superficies equipotenciales son casi horizontales en las arenas (l�neas de flujo casi ver-ticales) mientras que son casi verticales en la unidad fluviodeltaica (l�neas de flujo casi horizontales). Adem�sde la descarga de agua subterr�nea en la costa y al arroyo, el agua subterr�nea mantiene el bosque en galer�aribere�o y un �rea intermedia con bosque y lagunas fluctuantes (Custodio, Palancar, 1995; Trick et al., 1995;Trick, 1998; Iglesias, 1999).

10

Figura 3. Secciones idealizadas inspiradas en la situaci�n al final del arroyo de La Rocina, cerca de El Roc�o(parte superior), y en la urbanizaci�n costera de Matalasca�as (parte inferior), ambos en la comarca de Do�ana.Muestran la diferencia entre el nivel fre�tico y el nivel piezom�trico correspondiente al acu�fero fluvio deltai-co profundo, m�s permeable que las arenas que lo recubren, en condiciones naturales y como consecuencia delas extracciones en acu�fero profundo semiconfinado.

11

Figura 4. Hidrogramas de niveles del agua subterr�nea a diferentes profundidades en el �rea de El Abalario,Comarca de Do�ana, el superior pr�ximo al tramo final del arroyo de La Rocina, cerca de El Roc�o, y el infe-rior a cerca de la costa, en lado interior del cord�n dunar (ver fig. 1). El piezom�trico A representa la posici�naproximada del nivel fre�tico y los B y C los niveles piezom�tricos de los niveles m�s profundos. En el hidro-grama superior se ve claramente el efecto de las extracciones estacionales en el nivel profundo, que lleva ainvertir el flujo ascensional. El hidrograma inferior representa una situaci�n de flujo descendente, incremen-tado por las extracciones profundas en Mazag�n.

superficial, perenne o estacional, que en general se puede observar directamente, aunquesu medici�n puede ser m�s dif�cil; b) Descarga de agua subterr�nea, perenne o estacio-nal, en funci�n del nivel del agua en el humedal y de las condiciones piezom�tricas delagua subterr�nea (Sacks et al. 1992; Novitzki,; 1982), que no se ve y que debe medirsemediante una red de observaci�n especialmente dise�ada y realizando algunos estudiosde descarga en el humedal (Lee et al. 1977; Lewis, 1977; Carrera, 1997; Hunt et al.,1996); c) Precipitaci�n de algunos solutos cuando se supera el producto de solubilidad acausa de concentraci�n por evaporaci�n, coprecipitaci�n con otros s�lidos o cambios delpH y/o de las condiciones redox, considerando que algunos precipitados se pueden redi-solver total o parcialmente en �pocas lluviosas posteriores, o quedar atrapados en lossedimentos que se acumulan, y que en algunos casos adem�s existe transferencia demasa a la atm�sfera, tal como sucede con el nitr�geno que procede de la reducci�n denitratos, o con el di�xido de carbono que escapa del agua subterr�nea; d) Deflaci�n e�li-ca, que en general solo es importante en algunos humedales de tipo salar, teniendo encuenta que parte de las sales arrastradas por el viento pueden ser recicladas al humedaltras su incorporaci�n por la lluvia a la recarga al acu�fero.

12

Figura 5. Esquemas de los aportes de agua y salidas a un humedar/laguna, y efecto sobre el balance salino,suponiendo que esos aportes son de agua dulce. SP= agua superficial; SB= agua subterr�nea; E= entrada; S=salida. Se supone que el humedal o la laguna tienen sedimentos de fondo de baja permeabilidad que restringenel intercambio de agua entre la superficie y el terreno a los bordes. ÒIÓ indica que el agua es isot�picamentem�s pesada. La parte no punteada bajo la superficie del terreno corresponde a la zona no saturada.

La figura 5 es un esquema que muestra diversas condiciones simplificadas acerca dehumedales y lagunas que dependen del agua subterr�nea, en las que salidas de aguasuperficial y agua subterr�nea tienen un papel importante en el balance de solutos. Lafigura 6 hace referencia a un cord�n de humedales y lagunas en los que las entradas ysalidas de agua cambian de un periodo h�medo a otro seco.

13

Figura 6. Esquema de un conjunto seleccionado de humedales y lagunas a lo largo de una l�nea de corrientedel medio acu�fero, en un periodo h�medo y en un periodo seco.

A�n cuando el terreno en general no aporte directamente sales solubles, la salinidaddel agua subterr�nea es en general mayor que la de la escorrent�a local. Es debido a laconcentraci�n por evaporaci�n, a la incorporaci�n de minerales hidrolizables por el CO

2

disuelto que se incorpora despu�s del paso por el suelo, y hasta cierto punto a la capaci-dad oxidante del ox�geno disuelto sobre la materia org�nica, sulfuros y compuestosnitrogenados. Los carbonatos son f�cilmente hidrolizables, y tambi�n lo son los silicatossi la acci�n dura un tiempo suficiente. La s�lice (por ejemplo en arenas sil�ceas de playao de duna) no contribuye aniones y su solubilidad es baja a temperaturas ambientes.

En algunas �reas la disoluci�n de carbonatos (y tambi�n de yeso) puede producirhundimientos del terreno, que a veces son depresiones que alcanzan al nivel fre�tico. As�se originan ciertos humedales y lagos. En aquellos en que descarga agua subterr�nea ricaen bicarbonato c�lcico, el escape de CO

2a la atm�sfera y los cambios de pH pueden

favorecer la precipitaci�n de carbonato c�lcico. En condiciones favorables en cuanto altiempo de renovaci�n y condiciones bioqu�micas del agua en la laguna, la precipitaci�nde carbonato c�lcico se puede producir preferentemente en el �rea de descarga superfi-cial del agua, donde se forman travertinos que pueden obstruir parcialmente la salida yelevar el nivel del agua en el humedal, laguna o lago. Este es el caso de las Lagunas deRuidera, en el Centro de Espa�a. Esta situaci�n es diferente del efecto de retenci�n quese produce por movimientos tect�nicos o por la obstrucci�n de flujos volc�nicos o des-lizamientos de ladera, como sucede en Canarias, en especial en el �rido sur de GranCanaria, en forma de oasis en el fondo de los profundos barrancos.

La salinidad del agua subterr�nea en ambientes semi�ridos puede cambiar si se modi-fica la cubierta vegetal. Esto tiene un efecto diferido, pero a menudo importante sobrelos humedales y el caudal de base de los r�os. Un cl�sico ejemplo es el de la cuenca delr�o Murray, en Australia del Sur (Barnet, 1984; Simpson y Herczeg, 1991) despu�s detalar el bosque de eucaliptos, que es capaz de usar con gran eficiencia el aporte de la llu-via. Puede que haya sucedido esto mismo en los Monegros (NE de Espa�a) hace algu-nos siglos, cuando se tal� la cubierta arbustiva que probablemente era similarmente efi-caz para la captaci�n de la precipitaci�n atmosf�rica al terreno.

Tal como se ha mencionado antes, los humedales que dependen del agua subterr�nease pueden encontrar en: a) çreas cercanas a r�os y arroyos, en llanuras y llanos fluvia-les, en �reas asociadas a obstrucciones por deslizamientos o sedimentos volc�nicos, ycomo descargas laterales de aguas subterr�neas de terrazas fluviales antiguas a mayorelevaci�n; b) Depresiones y llanos al pie de cambios de pendiente de laderas, en bordesde duna o en posiciones interdunares, como los ÒcorralesÓ de Do�ana; c) Depresionesformadas por disoluci�n del terreno, tales como salinas, poljes y estructuras de colapso,en rocas carbonatadas y tambi�n en formaciones yes�feras y de halita. En estos rasgosk�rsticos la evoluci�n normal es hacia una superficie fre�tica cada vez m�s profunda.Esto implica que las depresiones en general no alcancen el nivel fre�tico, excepto si el�rea est� afectada por una subida del nivel de base de descarga regional a causa de la tec-t�nica, elevaci�n del nivel del mar en el Holoceno, obstrucci�n del curso fluvial u otrosefectos. Las formaciones que se disuelven pueden ser tanto someras como profundas; en

14

este �ltimo caso pueden constituir un acu�fero confinado; d) çreas en las que la descar-ga de manantiales, barrancos o r�os quedan separadas por barrancos formados por aguasubterr�nea rica en bicarbonato c�lcico, tras obstruir y represar el canal de descarga porprecipitados del carbonato c�lcico en forma de travertino; e) çreas en las que se produ-ce la descarga forzada de un acu�fero cautivo a trav�s de los niveles confinantes porfallas tect�nicas o discontinuidades sedimentarias, en cuyo caso el humedal puede apa-recer incluso en �reas altas que est�n rodeadas por elevaciones donde se produce larecarga (fig. 7); f) Lugares donde el flujo del acu�fero es forzado a salir a causa de unadisminuci�n de la transmisividad lateral por razones sedimentarias o por sedimentaci�ncostera, como sucede en el caso de los acu�feros que est�n limitados lateralmente o quese confinan por sedimentos marinos deltaicos recientes de baja permeabilidad.

No es raro que en algunas �reas el agua que se descarga sea salobre a causa del flujosubterr�neo a lo largo de la zona de mezcla del agua dulce y del agua salada (fig. 8).

Cuando el humedal est� situado al final de un sistema acu�fero sus caracter�sticastienden a ser permanentes, tanto m�s cuanto mayor sea el sistema. Pero hay humedalesque reciben s�lo una parte del flujo subterr�neo, a modo dealiviadero, mientras el restocontinua su flujo por el acu�fero. Estos son los humedales que dependen del agua subte-rr�nea que resultan m�s fluctuantes y cuyo funcionamiento puede modificarse de formamuy acusada tras cambios hidrol�gicos naturales o artificiales, tales como cambios cli-m�ticos, modificaci�n de la cubierta vegetal o explotaci�n del agua subterr�nea.

15

Figura 7. Estany (laguna) de Basturs y humedales vecinos, en la cuenca de Tremp, Catalu�a (seg�n Pascual1992). La secci�n muestra que su origen procede de salidas de un acu�fero profundo que se recarga en las ele-vaciones pr�ximas, y que adem�s descarga en otros r�os y en un embalse. La descarga de agua subterr�nea sehace por discontinuidades tect�nicas, que conectan las calizas y areniscas profundas con la superficie, a trav�sde formaciones de margas.

EFECTOS DE LA EXPLOTACIîN DEL AGUA SUBTERRçNEA

Los acu�feros que alimentan los humedales tambi�n pueden proporcionar recursosh�dricos de inter�s, y en realidad muchos de ellos est�n explotados intensivamente. Eldesarrollo de aguas subterr�neas re�ne un conjunto de claras ventajas en relaci�n con laconfiabilidad que proporcionan, las notables reservas de aguas asociadas, la general-mente buena calidad qu�mica y biol�gica, la posibilidad de su uso directo para bebida,la gran extensi�n que permite su acceso directo desde muchos lugares (ahorrando as�extensas redes de transporte), la relativa seguridad ante riesgos naturales, fallos huma-nos y acciones criminales, y cierta resiliencia contra una poluci�n accidental. Los recur-sos de agua subter�nea y las caracter�sticas del sistema acu�fero son relativamente f�ci-les de evaluar. Adem�s el grado de conocimiento mejora a medida que la explotaci�navanza si se dispone de una adecuada red de observaci�n bien operada, y se van adicio-nando estudios complementarios. El comportamiento futuro se puede predecir con cier-ta credibilidad cuando se usan escenarios razonables.

16

Figura 8. Representaci�n esquem�tica de las condiciones del flujo del agua subterr�nea en el valle inferior ydelta del Ebro, Catalu�a (seg�n Bay� et al., 1996). El agua subterr�nea que se recarga en las terrazas fluvialesy elevaciones carbon�ticas pr�ximas es forzado a descargar en el v�rtice del delta a causa de la peque�a per-meabilidad de los sedimentos Holocenos que confinan el Pleistoceno. La mayor densidad del agua marina creaun potencial de agua dulce en el afloramiento submarino del acu�fero Pleistoceno que es mayor que la altituden el v�rtice del delta. Como consecuencia se produce un flujo lento de agua salada que se mueve hacia loslugares de descarga en los humedales, que contienen surgencias (ÒullalsÓ). El resultado es la descarga de aguasalobre por mezcla de agua dulce y salada. Adem�s el flujo de agua salada es en parte favorecida por la com-pactaci�n progresiva de los sedimentos deltaicos.

Pero la explotaci�n de acu�feros tiene tambi�n consecuencias negativas, la mayor�ade las cuales se pueden prever cuando el desarrollo se hace racionalmente. En conse-cuencia resultan corregibles e internalizables desde el punto de vista econ�mico. A esasconsecuencias negativas se las suele llamar problemas o sobreexplotaci�n, pero en rea-lidad se trata de efectos que no se han considerado previamente y son debidas en buenamedida a una explotaci�n sin suficiente conocimiento del acu�fero (Custodio, 1992;1999b).

Los efectos negativos sobre el agua subterr�nea se refieren al descenso de los nive-les del agua que van asociados a la extracci�n del agua mediante pozos. Este descensoes hidr�ulicamente necesario para crear las condiciones piezom�tricas que permiten quela descarga natural del acu�fero en unos lugares se cambie en producci�n mediante pozossituados en otros lugares. El uso de reservas de agua a medida que el nivel del agua des-ciende hace que el efecto resulte diferido, desde meses a miles de a�os, seg�n sean deltama�o y caracter�sticas del acu�fero. Pero el resultado es la progresiva reducci�n delcaudal de manantiales y del caudal de base de los r�os, y en general una disminuci�n delcaudal en los puntos y �reas de descarga natural, adem�s de un incremento de los costesde extracci�n.

En relaci�n con los cambios en la forma de flujo del agua subterr�nea pueden ocu-rrir algunas modificaciones lentas de la calidad del agua subterr�nea, en general a causade cambios en la forma en que se producen las mezclas de agua. Esto sucede cuando seexplotan al mismo tiempo diferentes acu�feros y subacu�feros (caso de pozos con rejillaslargas o con m�ltiples rejillas), cuando diferentes masas de agua subterr�nea se despla-zan (sobre todo cuando algunas son de mala calidad), como es el caso de la intrusi�n deagua marina actual o relicta en �reas costeras, y cuando se incrementa o induce la infil-traci�n de aguas superficiales.

Otro tipo de consecuencias negativas hacen referencia a la subsidencia del terreno acausa de la compactaci�n de los sedimentos al disminuir la presi�n del agua en los poros,as� como la mayor frecuencia de colapsos en �reas k�rsticas (carbonatos y yesos), engeneral a profundidades someras, pero no exclusivamente.

A esas consecuencias negativas de car�cter t�cnico hay que a�adir las econ�micas,sociales y pol�ticas que se derivan de las mismas. El impacto en los humedales se con-siderar� m�s adelante. Sin embargo hay que comparar estas consecuencias negativas conlas positivas de la explotaci�n del agua subterr�nea. En realidad, parte de los beneficiosobtenidos (econ�micos y sociales) se deber�an aplicar a compensar f�sica, econ�mica ysocialmente los perjuicios. Si el desarrollo del acu�fero se lleva a cabo racionalmentenormalmente se obtiene un beneficio neto econ�mico y social, incluso si se afectan encierto grado a los valores ambientales, y esta afecci�n se valora como una externalidad.As� hay un compromiso entre la satisfacci�n de las necesidades humanas y la conserva-ci�n de la Naturaleza. Esto requiere no solo evaluaciones t�cnicas y econ�micas, sinotambi�n aceptaci�n social y decisiones pol�ticas. Esto es algo que no est� espec�fica-mente ligado al desarrollo del agua subterr�nea, como algunos aducen para tratar de des-acreditar a las aguas subterr�neas en beneficio de otros proyectos de desarrollo de recur-

17

sos h�dricos, que con frecuencia son m�s costosos, suponen una pesada carga econ�mi-ca sobre la poblaci�n y pueden ser menos respetuosos con el medio ambiente.

De lo que se ha expuesto anteriormente se deduce que el impacto primario de laexplotaci�n del agua subterr�nea sobre los humedales es la disminuci�n de la descargade agua subterr�nea, y el descenso del nivel fre�tico. Esto reduce la entrada de agua alhumedal, y en algunas �reas el nivel fre�tico y la franja capilar pueden quedar por deba-jo de la profundidad de las ra�ces de las plantas que son incapaces de seguir la profun-dizaci�n de su fuente h�drica. El resultado es la reducci�n del humedal y de la superfi-cie de freatofitas. En casos extremos pueden desaparecer completamente (fig. 9). Todosestos procesos son lentos y diferidos. La escala de tiempo se mide en unidades de L2/D,siendo L la dimensi�n lineal del acu�fero afectado y D la difusividad hidr�ulica, la cuales el cociente entre la transmisividad y el coeficiente de almacenamiento. Cuando laexplotaci�n es menor que la recarga la evoluci�n se estabiliza despu�s de 0,5 a 2,5 vecesel valor indicado (Custodio, 1992).

Los valores reales de L y D dependen de la estructura y heterogeneidad del sistemaacu�fero, y pueden modificarse a lo largo del tiempo a medida que se afecta una mayorparte del sistema acu�fero y que el comportamiento confinado de algunas capas evolu-ciona hacia el de un acu�fero fre�tico a medida que el flujo a trav�s de los acuitardosextiende la influencia de la explotaci�n.

El impacto real de la explotaci�n del agua subterr�nea a menudo resulta enmascara-do por las fluctuaciones naturales y los cambios en la forma y distribuci�n de la extrac-ci�n, adem�s de la evoluci�n lenta y a largo plazo. Los cambios pueden pasar desaper-cibidos a corto plazo, incluso para explotaci�n intensiva. Esto hace que sea importanteprever la evoluci�n futura a partir de observaciones al poco del inicio de la explotaci�n,pero es posible hacerlo mediante c�lculo. Incluso unos pocos a�os h�medos en lasecuencia pluviom�trica pueden cambiar una tendencia general negativa y convertirla enfavorable cuando las observaciones son inadecuadas y la interpretaci�n se lleva a cabosin un profundo conocimiento del comportamiento hidrogeol�gico. S�lo es posiblededucir impactos a partir del comportamiento conocido de otros humedales que depen-den del agua subterr�nea si hay semejanza real, pero �sta s�lo se puede establecer si exis-te un buen conocimiento hidrogeol�gico, que debe ir mucho m�s all� que la mera seme-janza clim�tica, de extensi�n o geol�gica. Es necesario efectuar c�lculos, los que con fre-cuencia se han de apoyar en modelaci�n num�rica. Estos c�lculos deben actualizarse ymejorarse a medida que avanza la explotaci�n y se van obteniendo nuevos datos, ensituaciones diferentes.

Adem�s de los cambios hidr�ulicos, los cambios de calidad son tambi�n importan-tes, tanto desde el punto de vista hidrol�gico como ecol�gico. En general los cambios decalidad del agua se manifiestan con un retraso mayor que los hidr�ulicos. Algunos efec-tos pueden desarrollarse despu�s de un tiempo relativamente largo, a medida que losfrentes se desplazan por ciertas capas. Algunos de estos cambios son debidos a:

a) Cambios en los balances salinos del humedal a causa de modificaciones en lasaportaciones y de la superficie evaporante, incluyendo en ella a las freatofitas.

18

19

Figura 9. Disminuci�n de la contribuci�n de agua subterr�nea a los humedales del Parque Nacional de lasTablas de Daimiel, en Ciudad Real, como consecuencia de las grandes extracciones de agua subterr�nea parariego. Los humedales est�n actualmente alimentados por agua superficial y agua importada de otras cuencasfluviales. La parte inferior del r�o Guadiana y los principales ÒojosÓ que lo alimentaban est�n actualmentesecos excepto en momentos ocasionales. Algunas turberas desecadas pueden entrar en combusti�n espont�nea(modificado de Llamas, 1988; 1989; 1992).

Esto afecta a la salinidad y a la composici�n qu�mica, con frecuencia de unaforma compleja ya que la descarga puede tambi�n cambiar.

b) Mineralizaci�n de los sedimentos de las �reas desecadas mediante reacciones bio-qu�micas mantenidas por la penetraci�n de ox�geno, bien por difusi�n naturaldesde la atm�sfera o bien favorecida por roturado del suelo al establecer pr�cti-cas agr�colas. Esta mineralizaci�n puede incorporar nitratos, sulfatos y dureza delagua de recarga. Los procesos redox pueden afectar no s�lo a los suelos ricos enmateria org�nica sino tambi�n a partes m�s profundas. Cuando los sedimentosincorporan sales de precipitaci�n, parte de las mismas puede luego redisolverse.

c) Incorporaci�n de contaminantes producidos por actividades humanas en los alre-dedores, tales como cultivos, ganader�a y urbanizaci�n, adem�s de la contribu-ci�n con la recarga de agua superficial. Los productos agroqu�micos pueden serpreocupantes, especialmente al nitrato y probablemente los plaguicidas y susmetabolitos. Este �ltimo aspecto es a�n poco conocido, y en el transporte de masala degradaci�n y sorci�n pueden tener un papel dominante. Hay un retraso en eltransporte de compuestos de f�sforo en cuencas fluviales (Weiskel y Howes,1992), pero en principio no parecen una amenaza importante cuando se hace atrav�s del terreno, ya que tienden a ser fijados por el mismo. Pero a�n hay insu-ficiente experiencia ya que esa fijaci�n puede ser s�lo aparente al estar asociadaa un movimiento muy retrasado. La fijaci�n parece importante en sedimentosricos en carbonatos, pero no tanto en arenas sil�ceas puras, aunque en ellas losefectos de superficie son a�n notables y los revestimientos de oxihidr�xido dehierro de los granos de arenas, que son frecuentes en sedimento e�licos y flu-vioe�licos, pueden ayudar a la retenci�n de los compuestos de f�sforo. Inclusopara contaminantes conservativos, como el cloruro y el nitrato en condicionesambientales oxidantes, el transporte hacia el humedal puede ser parcial o total-mente muy diferido a causa de la advecci�n, cuando se producen l�neas de flujolargas. Este es el caso de Do�ana (Custodio, 1994, Iglesias, 1999).

Los cambios qu�micos en un humedal, y en especial el aumento de la disponibilidad denutrientes, puede tener efectos importantes sobre la vegetaci�n y la fauna. Los nutrientesse acumulan lentamente, lo que se suma al retraso que produce el transporte subterr�neo.Cuando el nitrato es el �nico nutriente que llega al humedal, no necesariamente provoca elcrecimiento de las algas t�picas de lagos eutr�ficos. As�, en las Lagunas de Ruidera(Cuenca Alta del Guadiana, Centro de Espa�a), a pesar de la relativamente alta concentra-ci�n de nitratos, el agua conserva su transparencia, y los microorganismos asociados alcarbonato pueden producir un espectacular color azul turquesa cuando domina el aportede agua subterr�nea. La eliminaci�n del nitrato aportado por el agua subterr�nea se produ-ce por ciertas especies vegetales palustres, e incluso puede ser efectivo en marismas coste-ras (Bar�n et al., 1997; Pratney et al., 1998; Slater and Capone, 1987).

La respuesta de las plantas a la disminuci�n de la disponibilidad de agua subterr�neapuede tambi�n retrasarse ya que pueden resistir la falta de agua durante ciertos periodossi se trata de la fluctuaci�n natural a la que est�n aclimatadas. Pero una tendencia al des-

20

censo del nivel fre�tico supone que los periodos de falta de agua se hagan progresiva-mente m�s largos, incluso si la planta es capaz de extender sus ra�ces hacia abajo. Elestr�s h�drico puede hacer que la planta sea menos resistente a enfermedades y ataquesexternos, hasta que finalmente perezca. Esto equivale al efecto de una pluviometr�adecreciente.

M�TODOS DE ESTUDIO DE LAS RELACIONES AGUA SUBTERRçNEA-HUMEDAL

Los m�todos para conocer, medir, observar y controlar las relaciones entre el aguasubterr�nea y el humedal bajo condiciones naturales, y para evaluar y predecir el impac-to de las actividades humanas, no son diferentes de los m�todos usuales en hidrolog�asubterr�nea. Sin embargo existen algunos aspectos espec�ficos que deben tenerse encuenta, adem�s de los estudios regionales que siempre han de realizarse: a) Las caracte-r�sticas locales juegan un papel dominante y es preciso considerar en detalle la naturale-za de los sedimentos, en y alrededor del humedal; b) Incluso si el humedal est� sobre elacu�fero, la mayor�a del intercambio de agua se puede realizar s�lo en �reas limitadas;c) La cuenca de agua subterr�nea que aporta, y las �reas de entrada y salida del agua pue-den cambiar al fluctuar los niveles fre�ticos y modificarse la forma y disposici�n de lasextracciones; d) El transporte de solutos puede estar controlado por heterogeneidadeslocales; e) El flujo del agua subterr�nea tiene car�cter tridimensional, por lo menos en�reas pr�ximas al humedal; f) Las redes de vigilancia y muestreo se han de dise�ar con-forme a la naturaleza tridimensional del flujo, a la composici�n qu�mica del agua subte-rr�nea, y a las caracter�sticas locales del intercambio entre la superficie y el terreno; g)El conocimiento detallado del nivel fre�tico y de la elevaci�n capilar en el humedal y suentorno es muy importante; h) Para definir el transporte de solutos puede ser necesariodisponer de los valores de la capacidad de intercambio i�nico y las caracter�sticas sorti-vas de los suelos y sedimentos; i) Para anticipar y prever los problemas de contamina-ci�n hace falta estudiar y vigilar la zona no saturada en zonas seleccionadas, as� comoconsiderar procesos locales tales como la repelencia al agua de la arena seca, que pue-den afectar a la forma y tasa de recarga.

El conocimiento de la geometr�a del acu�fero puede requerir de algunas perforaciones,acompa�adas de testificaci�n geof�sica, adem�s del apoyo de prospecciones geof�sicas desuperficie. Los m�todos deber�n ser adecuados a los objetivos y profundidades pretendi-dos. Como suele resultar costoso, est� restringido por motivos presupuestarios. As� hacefalta un cuidadoso plan para tratar de conseguir tanta informaci�n �til como sea posiblecon recursos econ�micos limitados. Hace falta combinar reconocimientos y prospecci�ncon planes de vigilancia y el trabajo de campo que hace falta para obtener muestras quesean qu�mica e isot�picamente representativas. Para poder conseguir muestras representa-tivas lo antes posible hay que restringir el uso de fluidos de perforaci�n y aditivos. De otromodo la perturbaci�n que crear�an podr�a ser dif�cil o muy cara de eliminar.

Con frecuencia la vigilancia del nivel piezom�trico y de la calidad requiere tubos per-

21

forados a diferentes profundidades. Es posible dise�ar haces de tubos colocados en unamisma perforaci�n, pero cuando no es posible garantizar los aislamientos de las rejillases recomendable perforar sondeos separados. Para conseguir muestras representativaslas rejillas deben estar bien separadas, los tubos han de ser resistentes a la fisuraci�n ycorrosi�n, y las uniones han de ser estancas. Los registros de conductividad el�ctrica ytemperatura son herramientas muy �tiles para conocer el origen del agua y de c�mo �stase renueva en el interior de un sondeo (Custodio, 1995b; 1999).

El mejor conocimiento se obtiene cuando se combinan estudios hidr�ulicos y geo-qu�micos. La evaporaci�n del agua superficial de un humedal produce cambios isot�pi-cos en el agua, que en las primeras etapas son m�s acusados que la concentraci�n de losiones, y as�, en muchos casos se pueden utilizar como trazadores de fugas de agua por elterreno. A pesar del tiempo transcurrido desde las pruebas termonucleares atmosf�ricas,el tritio es a�n �til como trazador ambiental para definir el flujo del agua subterr�neapara tiempos de renovaci�n moderados (hasta algunas decenas de a�os). Su utilidad sepuede extender mediante el m�todo del helio-tritio. La relaci�n isot�pica del estronciotambi�n parece una herramienta prometedora (Hunt et al., 1998).

Los c�digos de computador son �tiles para conocer el comportamiento y cambios delagua subterr�nea, tales como el intercambio i�nico, la precipitaci�n y disoluci�n, y otrasreacciones, pero los valores de las concentraciones y las relaciones i�nicas son tambi�nherramientas �tiles y muy asequibles si se usan con conocimiento.

Se debe cuantificar el comportamiento actual, la previsi�n de la evoluci�n y el an�-lisis de escenarios para actuaciones futuras, tales como explotaci�n del agua subterr�nea,cambios de uso del terreno y de la cubierta vegetal, y proyectos de restauraci�n. Esto sepuede llevar a cabo mediante m�todos conocidos de hidr�ulica subterr�nea, inclusomediante formulaciones sencillas, pero la complejidad y fluctuaciones favorecen el usode modelos num�ricos de flujo y transporte de masa. Existe una larga serie de modelosdisponibles, pero la consideraci�n de las tres dimensiones puede ser un inconvenienteimportante ya que no suelen estar preparados para ello, o no se pueden procesar en com-putadoras comunes a causa de problemas de capacidad de memoria y de falta de herra-mientas para representar y analizar los resultados de forma f�cil. No obstante esta limi-taci�n se est� superando r�pidamente. Se pueden utilizar modelos en secci�n verticalsiempre y cuando se tenga en cuenta la convergencia o divergencia de las l�neas decorriente. Se puede incorporar el efecto radial que producen los pozos de bombeo, bajociertas condiciones, mediante la introducci�n de correcciones que se basan en solucio-nes de la hidr�ulica de pozos (Trick, 1998). Las figuras 10 y 11 presentan el resultado dealgunas simulaciones para el �rea arenosa de El Abalario, en el Parque Natural deDo�ana, en el SW de Espa�a.

Los modelos representativos, aunque sean groseros, resultan muy �tiles para llevar acabo an�lisis de sensibilidad y as� poder dirigir los esfuerzos de estudio y observaci�nhacia los factores y aspectos que tienen mayor influencia. Hace falta el an�lisis de esce-narios futuros para llevar a cabo evaluaciones del riesgo que suponen las actividadeshumanas y futuras nuevas condiciones, incluyendo el cambio clim�tico.

22

23

Figura 10. Efecto simulado del efecto de la extracci�n de agua subterr�nea del acu�fero profundo del �rea deEl Abalario, Do�ana, sobre el nivel fre�tico y el nivel piezom�trico profundo (seg�n Trick, 1998). Se compa-ra la situaci�n no perturbada con la resultante de las extracciones agr�colas con el sector IV, que se inician enel a�o 0. La recarga se ha calibrado a partir de una serie de 18 a�os. Supone que las otras extracciones de aguasubterr�nea no cambian.

24

Figura 11. Simulaci�n del efecto sobre el nivel fre�tico de las opciones de gesti�n territorial en el �rea de ElAbalario, Comarca de Do�ana (seg�n Trick, 1998). ϕ es la evaporaci�n fre�tica m�xima (m a-1); 0,525 es lasituaci�n calibrada para plantaciones de eucaliptus; 0,2 es el valor que se supone representativo de la vegeta-ci�n de bosque nativo que se reinstala; 0,0 es lo que resulta de la erradicaci�n de plantaciones de eucaliptus,sin nuevo recubrimiento vegetal; d es la profundidad m�xima de evaporaci�n fre�tica (m); 5 es el valor paraeucaliptus; 2 es el valor supuesto para el Òmonte negroÓ; ÒnoÓ significa que la vegetaci�n es capaz de seguircualquier variaci�n de profundidad del nivel fre�tico.

TEMAS POR RESOLVER EN EL CONOCIMIENTO DE HUMEDALES QUEDEPENDEN DEL AGUA SUBTERRçNEA.

El funcionamiento hidrol�gico de los humedales que dependen del agua subterr�neaa�n no es suficientemente conocido, la experiencia es escasa y faltan estudios comple-tos de casos reales. Esto es com�n en hidrolog�a cuando se trata de situaciones espec�fi-cas, que generalmente involucran un amplio abanico de aspectos cient�ficos, t�cnicos,econ�micos, sociales y pol�ticos. Los aspectos cient�ficos y t�cnicos son en general losmejor conocidos y los m�s f�ciles de tratar. Este escrito se centra parcialmente en ellos.Los otros son m�s especulativos e incluyen un amplio conjunto de variables dif�ciles demedir o no cuantificables, que adem�s dependen de la percepci�n social, regulaciones yleyes, y de un complejo entramado de presiones y objetivos sociales y pol�ticos. Estosson mayormente l�citos, aunque en algunos casos pueden inclu�r intereses ocultos queguardan poca relaci�n con los los humedales a los que pretenden hacer referencia, aun-que se aprovecha la actual sensibilidad popular para con los mismos para as� promoverotros objetivos.

Los asuntos cient�ficos y t�cnicos, tal como se ha comentado antes, adem�s de exten-der las bases del conocimiento, no presentan nuevas dificultades espec�ficas que no sepuedan tratar con las herramientas disponibles. Pero alguna de las herramientas sondemasiado gravosas o demasiado sofisticadas. C�mo seleccionar y usar las que son ade-cuadas, seg�n los objetivos deseados, es un reto que requiere no s�lo experiencia sinosabidur�a. La tendencia a usar las herramientas m�s complejas, que requieren gran can-tidad de datos que normalmente no se tienen, y que son caros, lentos y de dif�cil mane-jo, no es la forma apropiada para tomar decisiones en el momento oportuno y por aque-llos que las pueden tomar. No obstante hay ciertas presiones ultraconservacionistas yparacient�ficas que incitan a buscar estas herramientas excesivas.

Otro tema relacionado es como transformar aquellos c�lculos significativos respectoa los problemas que se deben considerar, en evaluaciones, predicciones y an�lisis deescenarios que sean �tiles, para la toma de decisiones y para facilitar acuerdos entre losinteresados en el tema.

Todo esto se relaciona con qu� nivel de conocimiento y vigilancia es suficiente paradefinir los problemas que hay que resolver, y luego proceder a tomar las decisiones ade-cuadas. La lista que sigue presenta un conjunto de aspectos econ�micos y sociales, quetienen implicaciones pol�ticas y que requieren investigaci�n, acuerdos y experiencia adi-cionales: i) ÀSe quiere tener realmente una situaci�n puramente natural?; ii)ÀQu� nivelde interferencia a causa de la explotaci�n del agua subterr�nea y uso del territorio sepuede considerar adecuado y soportable, teniendo en cuenta los beneficios y necesida-des sociales? iii) ÀEs posible y recomendable intervenir para mantener un humedal quedepende del agua subterr�nea tal como est� hoy o estuvo en �pocas pasadas, o es mejordejar que la Naturaleza siga su curso?; iv) ÀQui�n paga la p�rdida de beneficios econ�-micos y sociales por no explotar las aguas subterr�neas, por las limitaciones impuestaspor la protecci�n de la calidad del agua o por las restricciones territoriales a causa de la

25

protecci�n del humedal?; v) ÀC�mo se pueden aplicar limitaciones equitativas y razona-bles al desarrollo del agua subterr�nea y de uso del territorio a unos pocos cuando losvecinos justo al otro lado del l�mite del �rea no las tienen? vi) ÀRespecto a una determi-nada soluci�n, y quien y cuando debe ser establecida y llevada a cabo?; vii) ÀQui�n pagalos efectos no considerados (indirectos) de la explotaci�n del agua subterr�nea a causade cambios en la calidad del agua y disminuci�n o deterioro del valor humedal?; viii)ÀQu� nivel de protecci�n y prevenci�n es adecuado y suficiente?; ix) ÀC�mo se puedeproducir informaci�n no sesgada para expertos, gestores, poblaci�n afectada, p�blico engeneral y medios de comunicaci�n?.

CONCLUSIONES

Los humedales que dependen del agua subterr�nea, con o sin aportes de agua super-ficial, son ecosistemas importantes y productivos que se caracterizan por ser menos fluc-tuantes que los que s�lo dependen del agua superficial. Con frecuencia son complemen-tarios, aportando as� m�s diversidad y productividad al humedal. Existe una gran diver-sidad de humedales que dependen del agua subterr�nea, desde peque�as manchas a rela-tivamente grandes �reas alargadas, desde los de agua dulce a los que contienen salmue-ras y sus dep�sitos salinos asociados. La descarga subterr�nea de muchos humedales estambi�n un tipo de situaci�n que depende del agua subterr�nea y que tiene una graninfluencia en los balances de agua y de sales. Este es un rasgo poco conocido.

La explotaci�n de acu�feros cambia las condiciones hidrodin�micas y afecta a la dis-tribuci�n de la calidad del agua subterr�nea que llega a los humedales. En general lasuperficie del humedal decrece e incluso puede llegar a desaparecer. El humedal y elagua subterr�nea que fluye agua abajo se pueden volver m�s salinos, aunque �sto es confrecuencia el resultado de numerosos y variados factores. Todos estos procesos son len-tos y diferidos.

Un aspecto importante es como combinar la protecci�n del humedal y la explotaci�ndel agua subterr�nea. Hay un compromiso entre tolerar un da�o ambiental moderado ylos beneficios que se obtienen al explotar el agua subterr�nea. Esto no es s�lo un aspec-to cient�fico y t�cnico sino tambi�n econ�mico, social y pol�tico, donde hay que consi-derar no s�lo los costes y beneficios directos e indirectos sino tambi�n muchos otrosaspectos que son dif�ciles de expresar con cifras o sobre los que no es f�cil llegar a acuer-do de valoraci�n. Estos son los temas que necesitan m�s investigaci�n y experiencia,puesto que los aspectos cient�ficos y t�cnicos se pueden abordar con las herramientashidrogeol�gicas existentes, siempre y cuando se tenga en cuenta la tridimensionalidaddel comportamiento del flujo y la calidad del agua subterr�nea, en especial cerca de loshumedales, donde las heterogeneidades locales y rasgos sedimentarios pueden jugar unpapel dominante. En cualquier caso es preciso lograr un suficiente grado de conoci-miento y observaci�n.

26

AGRADECIMIENTOS

La mayor parte de las ideas expresadas en este trabajo proceden de estudios llevadosa cabo en el Departamento de Ingenier�a del Terreno, Cartogr�fica y Minera de laUniversidad Polit�cnica de Catalu�a, Barcelona, y m�s recientemente en trabajos coor-dinados con el Instituto Tecnol�gico Geominero de Espa�a. Han sido apoyados en buenamanera por los proyectos de investigaci�n AMB.92.636, AMB.95.0372 HID.97.0321 eHID.99.205 de la Comisi�n Interministerial de Ciencia y Tecnolog�a (CICYT) y el pro-yecto ENV 4.CT 95.0156 de la Comisi�n de la Uni�n Europea. Muchas de las ideas con-tenidas en el texto son el resultado de largos a�os de comentarios y cooperaci�n con elDr. M. R. Llamas y m�s recientemente con el Dr. C. Montes, y han tenido el apoyo demuchos otros cient�ficos, entre los que cabe destacar la continuada labor de investiga-ci�n y toma de datos de la Dra. M. Manzano. Una parte importante de los trabajos hansido realizados por doctorandos que han trabajado en diversas zonas de Espa�a y deotros pa�ses. Este trabajo es en buena medida la transcripci�n al castellano del tituladoÒGroundwater-dependent wetlandsÓ (Custodio 2000b), el cual a su vez es una extensi�n,ampliaci�n y actualizaci�n de otro trabajo in�dito presentado a un seminario sobrehumedales en la Universidad de Cambridge, Messachusets, organizado en 1989 por elDr. M.R. Llamas bajo el auspicio del Colegio Complutense de Boston.

BIBLIOGRAFêA

Adams, P.R. et al. (1991). Wetland evaluation technique: vol 1: literature review and evaluationrationale. U.S. Army Corps of Engineers. Washington D.C. (WES TR WRP-DE-2. Oct. 1991).

Barbier, E.B.; Acreman, M.; Knowler, D. (1997). Economic evaluation of wetlands: a guide forpolicy makers and planners. Ramsar Convention Bureau. Gland, Switzerland: 1-27.

Barnett, S.R. (1984). The management of groundwater induced river salinity due to land clearingin the Murray Basin, southeastern Australia. Groundwater Management: Quantity and Quality.Intern. Assoc. Hydrological Sciences, Publ. 199: 101-109.

Bar�n, A.; Calahorra, P.; Custodio, E.; Fayas, J.A.; Gonz�lez, C. (1997). Saltwater conditions inSa Pobla area and SÕAlbufera Natural Park, NE Malorca Island, Spain. Proc. XII Salt WaterIntrusion Meeting, 1994. University of Cagliary: 243-257.

Bay�, A.; Custodio, E.; Loaso, C. (1996). Las aguas subterr�neas en el Delta del Ebro. Revista deObras P�blicas. Madrid. 3368: 47-65.

Brinson; M.M. (1993). A hydromorphic classification of wetlands. U.S. Army EngineerWaterways Experiment Station, Vicksburg, Mississipi, Rep WRP-DE-4.

Carrera, J. (1997). Observaci�n y medidas de la recarga (descarga) a partir de aguas superficialesy conducciones, transferencias y fugas. La Evaluaci�n de la Recarga a los Acu�feros en laPlanificaci�n Hidrol�gica. Asoc. Intern. Hidroge�logos. Grupo Espa�ol / Instituto Tecnol�gicoGeominero de Espa�a. Madrid: 229-245.

Cowardin, L.M.; Carter, V.; Golet, F.c.; La Roe, E.T. (1979). Classification of wetlands and deep-water habitats of the United States. U.S. Fisch and Wildlife Science, Washington D.C.; Publ.FWS/OBS-79/31.

Custodio, E. (1992) Hydrogeological and hydrochemical aspects of aquifer overexploitation.

27

Selected Papers on Aquifer Overexploitation. Intern. Assoc. of Hydrogeologists. Heise,Hannover, 3: 3-27.

Custodio, E. (1994). Posibles procesos de contaminaci�n agr�cola de aguas subterr�neas en el �reade Do�ana, Huelva. An�lisis y Evoluci�n de la Contaminaci�n de las Aguas Subterr�neas enEspa�a. Alcal� de Henares. Asoc. Intern. Hidrogeol., Grupo Espa�ol, II: 283-308.

Custodio, E. (1995a). El papel de la hidrolog�a en los programas de restauraci�n de humedales enambientes fluctuantes. Bases Ecol�gicas para la Restauraci�n de Humedales en la CuencaMediterr�nea. Consejeria de Medio Ambiente. Junta de Andaluc�a. Sevilla: 43-60.

Custodio, E. (1995b). The impact of vertical water flow in boreholes: influence on monitoring ope-rations. Hydrog�ologie. Orl�ans, 3: 3-12.

Custodio, E. (1999). Alteraciones en los registros t�rmicos por flujo vertical de agua a lo largo deperforaciones. Bolet�n Geol�gico y Minero. Madrid, 110 (4): 371-380.

Custodio, E. (2000). The complex concept of overexploited aquifer. Papeles del Proyecto AguasSubterr�neas, Serie A: Uso Intensivo de las Aguas Subterr�neas. Fundaci�n Marcelino Bot�n.Madrid 2:1-62.

Custodio, E. (2000b). Groundwater-dependent wetlands. Acta Geologica Hungarica, 43 (2): 173-202

Custodio, E.; Llamas, M.R. (1976;1983). Hidrolog�a Subterr�nea. Ediciones Omega, Barcelona, 2vols: 1-2450.

Custodio, E.; Manzano, M.; Iglesias, M.; Trick, Th. (1999). Las aguas. Planificaci�n Territorial yGesti�n de la Integridad Ecol�gica del Complejo Palustre del Abalario (Parque Natural delEntorno de Do�ana, Huelva). (C. Montes, J. Oliver, F. Molina y J. Cobos, Eds.). Agencia delMedio Ambiente. Sevilla. Chap. 6.4. (en prensa).

Custodio, E.; Palancar, M. (1995). Las aguas subterr�neas en Do�ana. Revista de Obras P�blicas.Madrid, 3440: 31-53

Garc�a-Vera, M.A. (1994). Hidrogeolog�a de zonas endorreicas en climas semi�ridos: aplicaci�n alos Monegros, Zaragoza. Dep. Ground Eng., Pol. Univ. of Catalonia. Barcelona. Tesis Doctoral

Gonz�lez-Bern�ldez, F. (1992). Ecological aspects of wetland/groundwater relationships in Spain.Limn�tica. Madrid. 8: 11-26.

Gonz�lez-Bern�ldez, F. (1998). Typology of wetlands and evaluation of the resources they repre-sent. Hydrology of Wetlands in Semiarid and Arid Regions. Agencia del Medio Ambiente.Sevilla: 7-36.

Hunt, R.J.; Bullen, Th.D.; Krabbenhoft, D.P.; Kendall, C. (1998). Using stable isotopes of waterand strontium to investigate the hydrology of a natural and a constructed wetland. GroundWater, 36 (3): 434-443.

Hunt. R.J.; Krabbenhoft, D.P.; Anderson, M.P. (1996). Groundwater inflow measurements inwetlands systems. Water Res. Research, 32 (3): 495-507.

Iglesias, M. (1999). Caracterizaci�n hidrogeoqu�mica del flujo del agua subterr�nea en ElAbalario, Do�ana, Huelva. Universidad Polit�cnica de Catalu�a. Barcelona, Tesis Doctoral.

IGME (1984). Hidrogeolog�a del Parque Nacional de Do�ana y su entorno. Instituto Geol�gico yMinero de Espa�a. Madrid.

ITGE (1998). Hidrogeolog�a de la reserva natural de la Laguna de Fuente de Piedra, M�laga.Instituto Tecnol�gico Geominero de Espa�a. Madrid.

Lee, D.R. (1977). A device for measuring seepage flux in lakes and estuaries. Limnol.Oceanography, 22:140-147.

Lewis, J.B. (1987). Measurements of groundwater seepage flux onto a coral reef: spatial and tem-poral variations. Limnol. Oceanography, 32: 1165-1169.

28

Llamas, MR. (1987). Bases cient�ficas para la protecci�n de los humedales en Espa�a. RealAcadem�a de Ciencias, Madrid: 1-360.

Llamas, M.R. (1988). Conflicts between wetland conservation and groundwater exploitation: twocase histories in Spain. Environmental Geology. 11 (3): 241-251.

Llamas, M.R. (1989). Groundwater and wetlands: new constraints in groundwater management:Groundwater Management: Quantity and Quality. Intern. Assoc. Hydrol. Sciences. Publ. 188:295-304.

Llamas, M.R. (1990). Geohydrology of the eolian sands of the Do�ana National Park (Spain).Catena Supplement. 18: 145-154.

Llamas, M.R. (1992). Wetlands: an important issue in hydrogeology. Selected Papers on AquiferOverexploitation. Intern. Assoc. Hydrogeologists, Heise, Hannover. 3: 69-86.

Llamas, M.R.; Back, J.; Margat, J. (1992). Groundwater use: equilibrium between social benefitsand potential environmental cost. Applied Hydrogeology, Heise, Hannover, 182): 3-14.

Montes, C.; Oliver, J.; Medina, F.; Cobos, J. (1995). Bases ecol�gicas para la restauraci�n de loshumedales en la cuenca mediterr�nea. Agencia del Medio Ambiente. Sevilla: 1-348.

Mu�oz Reinoso, J.C. (2001). Vegetation changes and groundwater abstraction in SW Do�ana,Spain. J. Hydrology, 242: 197-209.

Novitzki, R.P. (1982). Hydrology of Wisconsin wetlands. U.S. Geological Survey/University ofWisconsin Ð Extension Geological and Natural History Survey, Madison. Info. Circ 40: 1-22.

Pascual, M. (1992). Hidrogeolog�a b�sica de las sierras marginales prepirenaicas de la Provinciade Lleida. Hidrogeolog�a y Recursos Hidr�ulicos, Madrid. XV: 115-129.

Portnoy, J.W.; Nowicki, B.L.; Roman, C.T.; Urish, D.W. (1998). The discharge of nitrate-contam-inated groundwater from developed shoreline to marsh-fringed estuary. Water Res. Research,34 (11): 3095-3104.

Sacks, L.A.; Herman, J.S.; Konikow, L.F.; Vela, A.L. (1992). Seasonal dynamics of groundwater-lake interactions at Do�ana National Park, Spain. J. of Hydrology, 136:123-154.

Shedlock, R.J.; Wilcox, D.A.; Thompson, T.A.; Cohen, D.A. (1993). Interaction between ground-water and wetlands, southern shore of Lake Michigan, USA. J. of Hydrology, 141 (1-4): 127-155.

Simpson, H.J.; Herczeg, A.L. (1991). Salinity and evaporation in the river Murray basin, Australia.J. of Hydrology, 124: 1-27.

Slater, J.M.; Capone, D.G. (1987). Denitrification in aquifer soil and nearshore marine sedimentsinfluenced by groundwater nitrate. Appl. Environ. Microbiology, 53: 1292-1297.

Suso, J.; Llamas, M.R. (1991). Estudio hidrogeol�gico de la influencia de los bombeos en la zonade El Roc�o. Estudios Geol�gicos, Madrid. 46: 317-345.

Suso, J.; Llamas, M.R. (1993). Influence of groundwater development of the Do�ana NationalPark ecosystems (Spain). J. of Hydrology. 141 (1-4): 239-270.

T�th, J. (1971). Groundwater discharge: a common generator of diverse geologic and morpholo-gic phenomena. Bull. Intern. Assoc. Scientific Hydrology, XVI (1-31): 7-24.

T�th, J. (1972). Properties and manifestations of regional ground water movement. Proc. 24th

Geological Congress. Montreal, Sect. 11: 153-163.T�th, J. (1999). Groundwater as a geologic agent: an overview of the causes, processes, and mani-

festations. Hydrogeology Journal, Springer-Verlag: 7(1): 1-14 Trick, Th. (1998). Impacto de las extracciones de agua subterr�nea en Do�ana: aplicaci�n de un

modelo num�rico con consideraci�n de la variabilidad de la recarga Universidad Polit�cnica deCatalu�a. Barcelona. Tesis Doctoral.

Trick, Th.; Custodio, E.; Manzano, M. (1995). Actualizaci�n del modelo hidrogeol�gico de la zona

29

de El Abalario, Huelva. Hidrogeolog�a y Recursos Hidr�ulicos. Madrid XIX: 661-677.Weiskel, P.K.; Howes, B.L. (1992). Differential transport of sewage-derived nitrogen and phos-

phorous through a coastal watershed. Environ. Sci.Technology, 26: 352-360.Winter, T.C.; Llamas, M.R. (Ed.) (1993). Hydrogeology of wetlands. J. of Hydrology, 141 (1-4):

1-271.

30