Impacto de las crecidas en la calidad del agua (cuenca agrícola del río Alegría, País Vasco). Aplicación del modelo agro-hidrológico swat

Resumen

Esta tesis doctoral se enmarca dentro del proyecto europeo AGUAFLASH (Interreg-SUDOE, SOE1/P2/F146), creado para desarrollar un método para determinar los riesgos de degradación de la calidad del agua en cuencas agrícolas durante eventos de crecida. La zona de estudio se localiza en la cuenca del río Alegria, declarada Zona Vulnerable a la contaminación por Nitratos de Vitoria-Gasteiz, ocupada casi en su totalidad por usos agrícolas, con lo que ello supone en lo referente a la contaminación de aguas por el uso de fertilizantes y productos fitosanitarios. Además, cuenta con la particularidad de la existencia de un acuífero aluvial cuaternario, el cual juega un papel muy importante en la dinámica e hidroquimica del río. Se ha llevado a cabo un control exhaustivo en el río durante dos años (2009-2011), especialmente durante los eventos de fuertes lluvias. Se han estudiado detalladamente las características físicas de las crecidas, tanto la magnitud de los eventos, precipitación, intensidad, volumen de agua exportado¿ como la separación de los componentes de flujo, desarrollando, además, una nueva metodología de separación gráfica. Cada evento también se ha analizado profundamente desde un punto de vista hidro-químico, observando la variabilidad mostrada por los compuestos mayoritarios (particularmente nitratos), sedimentos en suspensión, carbono orgánico disuelto y particulado y productos fitosanitarios. Las relaciones C-Q (bucles de histéresis) y su representación gráfica en el plano ¿C vs. ¿R han permitido establecer diferentes vías de flujo para cada elemento a estudiar. Con todo, se ha podido establecer un modelo conceptual de la cuenca, permitiendo distinguir tipos de crecidas en función de sus características (tanto físicas como químicas) y su consecuente efecto contaminante. Todo ello considerando siempre las actividades agrícolas que tienen lugar en la zona de estudio. También se ha llevado a cabo la aplicación del modelo agro-hidrológico SWAT, que una vez calibrado y validado satisfactoriamente a partir de los datos de campo, ha permitido, por un lado, simular diferentes escenarios futuros (cambiando las prácticas agrícolas), y, por otro lado, estimar la carga que transcurre por puntos no controlados, que en este caso corresponde con la derivación de agua de la parte alta de la cuenca al embalse de Ullibarri-Ganboa, con un destino, entre otros, de abastecimiento.Doktoretza tesi hau AGUAFLASH proiektu europarraren (Interreg-SUDOE, SOE1/P2/F146) testuinguruan egin da. Goraldi momentuetan, ur-kalitatearen degradazioari aurre egiteko metodologia edota tresna bat ezartzea izan da proiektuaren helburua, batez ere nekazaritza arroetan. Ikerketa gune bat Alegria arroan kokatzen da, espresuki nekazaritzatik eratorritako nitratoekin ura kutsatzeko arriskuan dagoen eremu barnean. Arroaren azalera handi bat, beraz, nekazaritza lurrek betetzen dute, horrek dakarren arriskuarekin, bai ongarri baita pestizidek eragin dezaketen kutsadura dela eta. Gainera, bertan dagoen akuifero alubial kuaternarioak eragin handia du errekaren dinamika eta hidrokimikan. Bi urteetan zehar (2009-2011) jarraipen sakon bat egin da Alegriako ibaiaren irteeran, batez ere, euri-jasa handietako momentuetan. Alde batetik, ur-goraldien ezaugarri fisikoak zehatz-mehatz behatu dira, bai horien tamaina, jauzitako prezipitazioa, intentsitatea, pasatutako ur bolumena¿ baita fluxuen banaketa ere, azken honetarako, gainera, fluxuak grafikoki banatzeko metodo berri bat erabiliz. Bestalde, goraldi bakoitza ikuspuntu kimiko batez aztertu da, elementu desberdinek (maioritarioak, sedimentuak, karbono organiko partikulatu eta disolbatuak eta pestizidak) erakutsitako aldakortasuna aztertuz. Zentsu honetan, C-Q erlazioek eta hauen irudikapenek ¿C vs. ¿R grafikoan baimendu egin dute fluxu bide desberdinak ondorioztatzea elementu bakoitzarentzat. Honekin guztiarekin, eredu kontzeptual bat lortu dugu Alegria arroarentzat, goraldi mota desberdinak ezarriz, bakoitzak bere ezaugarri fisiko-kimiko zehatzekin, eta ondorioz, duen kutsadura eraginarekin. Oso garrantzitsua izan da ere nekazaritza jarduerak kontuan izatea.Azkenik, SWAT modelo agro-hidrologikoa erabili da. Behin modeloa behar bezala kalibratuta eta balioztatuta dagoela, eszenatoki desberdinak simulatu dira. Lehena, nekazaritza-jarduerak aldatuz, eta bigarrena, behatu ez diren puntuetan pasatzen ari den karga irudikatuz. Kasu honetan, kontrolatu gabeko puntu hauek Alegriako Ubideak harrapatzen dituen ur puntu desberdinekin bat datoz, non hartutako urak Ullibarri-Ganboako urtegira bideratuak diren, horniketarako ur gisa erabiltzen dena, besteak beste.