Convenios de colaboración CHEConvenios de colaboración CHE--CITACITA16 de junio de 201116 de junio de 2011jj

SEMINARIOSíntesis de resultados de los ConveniosSíntesis de resultados de los ConveniosCHE-CITA: La Red de Control de Calidad

A bi t l d R dí l C d l Eb

Red de Control de los Regadíos de laRed de Control de los Regadíos de la

Ambiental de Regadíos en la Cuenca del Ebro

Red de Control de los Regadíos de la Red de Control de los Regadíos de la Cuenca del Ebro: Síntesis de resultadosCuenca del Ebro: Síntesis de resultados

Daniel IsidoroDaniel Isidorodisidoro@aragon.esdisidoro@aragon.esUnidad de Suelos y RiegosUnidad de Suelos y RiegosUnidad de Suelos y RiegosUnidad de Suelos y Riegos(Unidad Asociada EEAD(Unidad Asociada EEAD--CSIC)CSIC)CITACITA--DGADGA

Introducción: Cuencas seleccionadasEsquema de la presentación

Balance hidrosalino (Salinidad)B l d ( j d l i )Balance de agua (manejo del riego) Concentraciones y masas exportadasy p

Nutrientes A li i d N l f tili ióAplicaciones de N en la fertilizaciónConcentraciones y masas exportadas de NFósforo

Consideraciones sobre la metodologíaConsideraciones sobre la metodologíaLimitaciones y líneas de actuación futuras

Conclusiones

Introducción

ObjetivoObjetivoImpacto ambiental de las actividades agrarias en

l C d l Eb (S li id d NO )la Cuenca del Ebro (Salinidad y NO3)Balances de masas (agua, sales y salidas de N)

Desarrollo de la Red de Control Arba ER 2004 (hasta 2009 en el CITA)Arba ER 2004 (hasta 2009 en el CITA)…+ Violada ER 2005…+ Alcanadre ER 2007

+ Clamor Amarga + Valcuerna ER 2009…+ Clamor Amarga + Valcuerna ER 2009Trabajos relacionados

Aguas superficiales, tendencias, comparaciones

Introducción

Cuencas de estudio: RAA (3) RB (1) CAyC (1)

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Cuencas de estudio: RAA (3), RB (1), CAyC (1)

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BardenasBardenas AlcanadreAlcanadre

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N Clamor AmargaClamor Amarga# #

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#LEYENDA VioladaViolada

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PeraltillaBarrancodelaVioladaenZueraArbaenTausteUrgellEmbalses actualesRios

# Estaciones de aforos actuales

ValcuernaValcuerna#

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Ambito cuencaRegadíos futurosRegadíos actualesCanal.shpAlcanadreenBallobarValcuernaenCandasnosClamor AmargaJalón enGrisén ValcuernaValcuerna

#

Ambito cuenca

0 50 100 kilómetros

Introducción

Caracterización de las zonas: CultivosCaracterización de las zonas: CultivosCultivos dominantes: Alfalfa, cereal y maízArroz (Arba y Alcanadre), Frutales (Clamor), Maíz (Valcuerna)( y ), ( ), ( )Violada 2008-2009 Transformación superficie-aspersión

100

8090

100

50

6070

perfi

cie No cultivado

Otros cultivosFrutal-Hortaliza

30

4050

% s

up

Frutal HortalizaArrozCerealM í

010

20 MaízAlfalfa

0Arba Violada Violada

(2008-09)Alcanadre Clamor

AmargaValcuerna

Introducción

Caracterización de las zonas: RiegoCaracterización de las zonas: RiegoSuperficie y aspersión (% variables)Aspersión ↑ : Alcanadre (32 a 38% en 2008-10) y ArbaAspersión ↑ : Alcanadre (32 a 38% en 2008 10) y Arba

90

100

70

8090

e

50

60

uper

fici

2030

40

% s

u

GoteoAspersión

010

20p

Superficie

0Arba Violada

(<2008)Violada(>2009)

Alcanadre ClamorAmarga

Valcuerna

Balance de agua (mm)Balance hidrosalino

PEA = 39ETc = 1030c

ETr/ETc=69%Entradas = 1157Salidas = 1287

R = 541

ET 709

Sa das 8

ETr = 709

P = 385

Q* = 317

OE = 231

Q = 317

Q*/Q=58%Q = 548

Q /Q=58%OE=EL+AC+FC+AU+ES

Balance de aguaBalance hidrosalino

Balance negativo en general

Violada Alcanadre Clamor Valcuerna

TransformaciónSuperficie AspersiónFC Intensidad de cultivo (aspersión)Balance negativo en general…

Violada Alcanadre Clamor Valcuerna

2007 2008 2009 2010 2008 2009 2010 2010 2010R 570 500 283 279 534 665 682 551 809R 570 500 283 279 534 665 682 551 809P 369 363 538 451 366 414 358 312 290

OE 68 87 735735735 188 284 325 343 15 35OE 68 87 735735735 188 284 325 343 15 35Q 555 548 119611961196 190 517 663 716 152 393

ETr 588 579 579 618 700 834 829 724 926r

PEA 0 0 8 32 27 31 29 41 104ΔW -136 -177 -226 78 -60 -123 -192 -39 -290% -13% -17% -14% 9% -5% -8% -13% -4% -23%Q* 487 461 461 2 233 338 374 137 358

Q*/Q 88% 84% 39% 1% 45% 51% 52% 90% 91%

Balance hidrosalino

Balance de agua

Violada Alcanadre Clamor Valcuerna

Indicadores de manejo del riego (ER)

Violada Alcanadre Clamor Valcuerna

% 2007 2008 2009 2010 2008 2009 2010 2010 2010EfR 65 66 67 70 68 78 88 86 86EfR 65 66 67 70 68 78 88 86 86FC 63 67 84 90 81 81 87 97 102FD 52 53 56 0.2 26 31 36 16 33FD 52 53 56 0.2 26 31 36 16 33DH 37 37 52 28 6 12 11 12 7

Tipo de riego (aspersión)Violada: cambio a riego por

Riegos presurizados, posible efecto de la reutilización

g paspersión

efecto de la reutilización

Balance hidrosalino

Balance de aguaEn general Salidas > Entradas (ΔW>0) ¿Entradas noEn general Salidas Entradas (ΔW 0) ¿Entradas no

controladas?Cierre de balances aceptablepAspersión: ETr ↑ + PEA FC ↑ y EfR ↑OE: Alcanadre ↑ Clamor Amarga y Valcuerna ↓OE: Alcanadre ↑, Clamor Amarga y Valcuerna ↓

Importancia de considerar OE para el efecto del regadíoClamor y Alcanadre: EfR y FC ↑ Riego presurizado yClamor y Alcanadre: EfR y FC ↑ Riego presurizado y

posible reutilizaciónViolada:Violada:

Diferencias aspersión-inundación: FC ↑ y Q*-FD-DH ↓Introducción de filtraciones (ΔW↓): mejora el balanceIntroducción de filtraciones (ΔW↓): mejora el balance

Balance hidrosalino

Balance de aguaBalance de agua

5

6

14

16R (mm/día)P (mm)Q(m3/s)

Clamor Amarga

Gráficas R-Q: Desfase entre R y

3

4

Q (m

3 /s)

6

8

10

12

P (m

m)

Desfase entre R y Q en Valcuerna

Hidrogramas0

1

2

Q

0

2

4

6

Hidrogramas con mayor resolución 5 20

R ( /dí )

0

oct-0

9

nov-

09

dic-

09

ene-

10

feb-

10

mar

-10

abr-1

0

may

-10

jun-

10

jul-1

0

ago-

10

sep-

10

oct-1

0

0

(presencia de diluciones, mejora

l i d3

3.5

4

4.5

/s) 12

14

16

18

m)

R (mm/día)P (mm)Q(m3/s) Valcuerna

en las estimas de OE): Valcuerna

1

1.5

2

2.5

Q (m

3 /

4

6

8

10

P (m

m

0

0.5

oct-0

9

nov-

09

dic-

09

ene-

10

feb-

10

mar

-10

abr-1

0

may

-10

jun-

10

jul-1

0

ago-

10

sep-

10

oct-1

0

0

2

Balance hidrosalino

Concentración salina (puntos de salida)Responde a la salinidad de las cuencas (¿manejo del p (¿ j

riego en Alcanadre?)

Arba Violada Alcanadre Clamor ValcuernaArba Violada Alcanadre Clamor ValcuernaSDT (mg/L) 1975 1969 800 2233 7222CE (dS/m) 2 81 2 10 1 03 2 64 7 86CE (dS/m) 2.81 2.10 1.03 2.64 7.86

(DE) (1.26) (0.23) (0.19) (0.52) (0.75)CV% 45% 11% 18% 20% 10%

Salinidad alta y constante (disolución de yeso en Violada)

Salinidad media con episodios de salinidad elevada (ENR), bimodal

SDT(agua de riego) ~ 240 mg/L

Concentración salinaBalance hidrosalino

Problemas de salinidad para riego

Concentración salina

60%

70%VioladaAlcanadre

0%

40%

50%ValcuernaClamor AmargaArba

0%

30%

40% Arba

27%

10%

20%100%27%

33%

0%

10%

0 0 5 1 1 5 2 2 5 3 3 5 4 4 5 5 5 5 6 6 5 7 7 5 8 8 5 90 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9

CE (dS/m)

Concentración salinaBalance hidrosalino

Concentración salina

140

160

1 6

1.8

2.0

Alcanadre Q

60

80

100

120

Q (m

3 /s)

0 8

1.0

1.2

1.4

1.6

E (d

S/m

) Dilución en la ER en Alcanadre ( b t d

CE

0

20

40

60Q

0 0

0.2

0.4

0.6

0.8

CE (¿sobrantes de

riego?) Ef t d l0

oct-0

9

nov-

09

dic-

09

ene-

10

feb-

10

mar

-10

abr-1

0

may

-10

jun-

10

jul-1

0

ago-

10

sep-

10

oct-1

0

0.0

5.0 95.0 95.0 9

Efecto de las diluciones por escorrentías y por

3.0

3.5

4.0

4.5

3 /s)

5

6

7

8

S/m

)

3.0

3.5

4.0

4.5

3 /s)

5

6

7

8

S/m

)

3.0

3.5

4.0

4.5

3 /s)

5

6

7

8

S/m

)

Valcuerna

escorrentías y por AC (Valcuerna)

Hidrogramas

1.0

1.5

2.0

2.5

Q (m

3

1

2

3

4

CE

(dS

1.0

1.5

2.0

2.5

Q (m

3

1

2

3

4

CE

(dS

1.0

1.5

2.0

2.5

Q (m

3

1

2

3

4

CE

(dSValcuerna Hidrogramas

con mayor resolución

0.0

0.5

oct-0

9

nov-

09

dic-

09

ene-

10

feb-

10

mar

-10

abr-1

0

may

-10

jun-

10

jul-1

0

ago-

10

sep-

10

oct-1

0

0

1

0.0

0.5

oct-0

9

nov-

09

dic-

09

ene-

10

feb-

10

mar

-10

abr-1

0

may

-10

jun-

10

jul-1

0

ago-

10

sep-

10

oct-1

0

0

1

0.0

0.5

oct-0

9

nov-

09

dic-

09

ene-

10

feb-

10

mar

-10

abr-1

0

may

-10

jun-

10

jul-1

0

ago-

10

sep-

10

oct-1

0

0

1

100 100

Aguas de riego Violada

Balance hidrosalino

Ca+MgSO4+Cl

g gAguas de drenaje

Valcuerna

Violada

Clamor AmargaAlcanadre

Mg SO4

00Arba

g

Cinca

MonegrosAragón y

Ca HCO3+CO3 Cl+NO3Na+K

CincaCataluña

Masas de sales exportadasBalance hidrosalino

MSu = SQ*/Sregada (Mg/ha): Valcuerna>Violada>Arba>Alcanadre>Clamor Amarga

ER > ENR (excepto Arba)Violada: Cambio a aspersión MSu ↓Violada: Cambio a aspersión MSu ↓

MSu (Mg/ha) SQ* (Mg)ENR ER AH ENR ER AHENR ER AH ENR ER AH

Arba (2005-10) 3.1 2.8 5.8 167339 153643 320982Violada I (2006-07) 2.1 7.7 9.8 7953 29079 37032Violada I (2006 07) 2.1 7.7 9.8 7953 29079 37032Violada T (2008-09) -- -- -- 7973 15228 23201

Violada A (2010) 1.6 1.6 3.3 6606 6636 13242( )Alcanadre (2008-10) 2.0 2.7 4.7 127050 168421 295471Clamor Am. (2010) 1.6 1.7 3.3 81068 84473 165542Valcuerna (2010) 8.8 17.6 26.4 61802 123243 185045

Masas de sales exportadasBalance hidrosalino

Masas de sales exportadasDistribución asimétrica

60%

70%VioladaAlcanadre

50%

AlcanadreValcuernaClamor AmargaA b

30%

40% Arba

10%

20%

0%

10%

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

120

140

160

180

200

250

300

400

500

600

MS (kg d-1 ha-1)

Nutrientes

Fertilización N de los cultivos

kg N/ha 1995 1996 2005 2006 2007 2008 2009 2010Violada 243 297 155 103 118 63 100 138

Alcanadre 165 184 170Clamor Amarga 144Clamor Amarga 144

Valcuerna 221

Predominio del maízPresencia de frutales

(esp. goteo, 13%)

Ob d t f ió

Predominio de la alfalfa y los cereales de invierno

Maíz y dobles cultivos (guisante-maíz)

Obras de transformación

2009-10: Valcuerna > Alcanadre > Violada ~ Clamor Amarga

Cultivos y tipo de riego

Nutrientes

Fertilización N de los cultivosFertilización N de los cultivosDosis algo superiores a las recomendaciones (o ajustadas)

kg N/ha Violada Alcanadre Clamor Valcuerna RECOM

Maíz2009 108 340 - -

336-360Maíz 336 3602010 370 503 267 298

Cereal2009 98 146 - -

120-1802010 125 195 140 1652010 125 195 140 165

Alfalfa2009 116 66 - -

0 (<30)2010 31 32 111 1012010 31 32 111 101

Violada 2009: obras de t f ió (NF↓)

Maíz: dosis superiores en los transformación (NF↓); en

alfalfa Norg ↑sistemas de riego tradicionales

Alfalfa (Valcuerna y Clamor): dosisAlfalfa (Valcuerna y Clamor): dosis muy altas debidas a Norg (89% y 95%)

Nutrientes

Fertilización N de los cultivosAH 2009 y 2010Fertilización de la alfalfa500

600

AH 2009 y 2010Ferilización de los cereales500

600

300

400

kg N

/ha N Orgánico APLICADO (kg/ha)

N Mineral APLICADO (kg/ha)300

400

kg N

/ha N Orgánico APLICADO (kg/ha)

N Mineral APLICADO (kg/ha)

100

200

k

100

200

k

01

01 101

AH 2009 y 2010900

1000 Dosis más AH 2009 y 2010Fertilización del maíz

600

700

800

900

ha

N Orgánico APLICADO (kg/ha)N Mi l APLICADO (k /h )

elevadas Aportes de N orgánico

300

400

500

kg N

/h N Mineral APLICADO (kg/ha) (especialmente purín)Sensibilidad al Norg

0

100

200

1

Sensibilidad al Norg

Norg >> 170 kg/ha

Nutrientes

Fertilización N de los cultivoskg N/ha (encuestas)

Violada Alcanadre Clamor ValcuernaMin Org (%) Min Org (%) Min Org (%) Min Org (%)

2009 36 64 (64) 126 43 (25) - - - -123 60 (33)

2010 116 22 (16) 107 91 (46) 63 81 (56) 151 70 (32)Producción de N orgánico (kg N/ha) en cada cuenca (estadísticas agrarias)

Violada Alcanadre Clamor Valcuerna

113 57 (33)

Violada Alcanadre Clamor Valcuerna2009 62 79 - -2010 15 81 150 146

Alcanadre: diferencias grandes entre años Medias (kg N/ha)

Violada: encuestas ~ estadísticas( g )

Clamor Amarga y Valcuerna: encuestas ~ 2 · estadísticas

M % d N

Inseguridad en el cálculo de Norg. Establecer correctamente

Mayor % de Norg en cuencas con mayor producción ganadera

gla fertilización orgánica es fundamental

Nutrientes

Concentraciones de N (NO3)3

ENR > ERClamor Amarga: N-NH4=1.4 mg/L no despreciable frente aClamor Amarga: N NH4 1.4 mg/L no despreciable frente a

N-NO3=10.2 mg/L (17% de MN exportada) ¿Ganadería e industrias agroalimentarias?

Valcuerna >> Resto (intensidad de cultivo/aspersión, ¿OE?)

NO (mg/L)NO3 (mg/L)ENR ER AH (%>50)

A b (2005 10) 43 9 34 1 39 3 (23)Arba (2005-10) 43.9 34.1 39.3 (23)Violada (2006-10) 21.7 20.6 21.2 (2)

Alcanadre (2008-10) 24.1 17.6 20.9 (0)Clamor Am. (2010) 45.2 35.2 40.2 (14)Valcuerna (2010) 118.2 108.3 113.1 (100)

Masas de N exportadasNutrientes

MNu = NQ*/Sregada (kg N/ha)ER > ENRCambio a riego por aspersión (Violada) MNu ↓¿Por qué Valcuerna ↑? ¿Intensidad de cultivo,

NOE b ti ió d Q ?NOE, sobreestimación de Q…?MNu (kg/ha) NQ* (Mg)

ENR ER AH ENR ER AHArba (2005-10) 11.9 15.0 26.9 814 671 1485

Vi l d I (2006 07) 5 5 18 4 23 9 21 70 90Violada I (2006-07) 5.5 18.4 23.9 21 70 90Violada T (2008-09) 13.7 29.1 42.9 17 39 55

Violada A (2010) 4 0 4 4 8 4 16 18 34Violada A (2010) 4.0 4.4 8.4 16 18 34Alcanadre (2008-10) 11.8 12.5 24.3 740 781 1521Clamor Am. (2010) 7.4 8.1 15.5 374 411 785Clamor Am. (2010) 7.4 8.1 15.5 374 411 785Valcuerna (2010) 33.5 60.3 93.8 235 424 659

Nutrientes

Fósforo (ER 2009 y AH 2010): PT (mg/L)Clamor Amarga > Alcanadre > Valcuerna > VioladaDistribuciones asimétricasDistribuciones asimétricas

Violada Alcanadre Clamor Amarga ValcuernaMediana 0.05 0.13 0.53 0.12Media 0.08 0.17 0.59 0.21Máximo 0.18 0.40 1.08 1.14

P ligado al predominio de la fertilización orgánicaMedidas puntuales (cada 21 d)Establecer masas exportadas y P aportado por

fertilización

Nutrientes

Fósforo (ER 2009 y AH 2010): PT (mg/L)

10 VIOLADA ALCANADRE

CLAMOR AMARGA VALCUERNACLAMOR AMARGA VALCUERNA

Ciprinícolas (25%) Salmonícolas (46%)

1

P/L

0.1

mg

Aguas destinadas a consumo humano (46%)

0.01

09 09 09 09 09 09 09 09 09 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10

Umbral de eutrofización

04/0

05/0

06/0

07/0

08/0

09/0

10/0

11/0

12/0

01/

02/

03/

04/

05/

06/

07/

08/

09/

10/

Consideraciones metodológicas

Términos más importantes del balance de aguaR – Q – (P) – ETr (balances de agua en el suelo)( ) r ( g )Cálculo de la ETr (ETr < ETc)Mejora de los balances de agua en el sueloMejora de los balances de agua en el suelo

Uso de información más detallada de suelos y de riegoMuestreo de propiedades hídricas de los suelosMuestreo de propiedades hídricas de los suelosMejor caracterización del riego

Mejor definición de los cultivos presentes sobre cadaMejor definición de los cultivos presentes sobre cada tipo de suelos (y con cada tipo de riego)

Utilización de SIG catastralUtilización de SIG catastralMejor definición de las unidades de trabajo (por

debajo del nivel de CR) con el concurso de SIGIncorporar estrés salino, capa freática…

Consideraciones metodológicas

Términos más importantes del balance de aguaCálculo de la ETr (ETr < ETc)r ( r c)Uso de teledetección

Proporciona estimaciones de la ET real por píxel p p pteniendo en cuenta las condiciones específicas del cultivo

B d l fl t i d l fi iBasadas en la reflectancia de la superficieEstimaciones puntuales en el tiempo (interpolar

entre mediciones)entre mediciones)Proporciona periódicamente cartografía de

superficies regadas, cultivos y su estado de p g ydesarrollo

Aplicación a corto plazo en la USyR

Consideraciones metodológicas

Determinación de las masas exportadas Fuentes de error en el muestreo Análisis en cada

cuencaSelección de la hora de muestreo en el día y

reducción del número de muestras necesarioError asociado a las masas exportadas calculadas

Mejora de las estimas de Q Estaciones de aforo j Q(¿Valcuerna?)

Determinar la masa de P exportadap

Entradas de N por fertilizaciónDiscrepancia encuestas datos estadísticosDiscrepancia encuestas-datos estadísticos

Aumentar la intensidad de muestreoUtilización de otras fuentes (cooperativas)Establecer las entradas de P con la fertilización

Balances hidrosalinosConclusiones

Cierre correcto, aunque domina ΔW<0 ¿OE?En Valcuerna ΔW<-23% ¿OE, sobreestimación de Q?¿

Contaminación del regadío Necesidad de considerar OE (determinar Q* < Q)

Riego por aspersión: EfR-FC ↑Violada:

Cambio de sistema de riego Q*-FD↓, FC-EfR↑Estimación de ETr por nuevos métodosr

Exportación de salesSDT: Valcuerna >> Clamor > Arba > Violada > AlcanadreSDT: Valcuerna Clamor Arba Violada AlcanadreMSu: Mismo orden. ER > ENR (Q↑ en ER: sobrantes)Violada: Cambio de sistema de riego MSu↓Violada: Cambio de sistema de riego MSu↓

Conclusiones

FertilizaciónMayores dosis corresponden a fertilización orgánica

(pocas aplicaciones muy elevadas)Aportación de N orgánico Incertidumbre

Nutrientes[NO3]: ENR > ER, MNu: ER > ENR (sobrantes)[NO3]: Valcuerna >> Clamor Amarga ~ Arba > Violada ~[NO3]: Valcuerna Clamor Amarga Arba Violada

Alcanadre[PO4]: Clamor Amarga > Valcuerna ~ Alcanadre > Violada[ 4] gEn Clamor Amarga: NH4↑ y PO4 máximo ¿Industria

agroalimentaria?Valcuerna: MNu↑↑ ¿NOE, sobreestimación de Q,

infraestimación de NF?Violada: Cambio de sistema de riego MNu↓

GRACIAS POR SU GRACIAS POR SU ÓÓATENCIÓNATENCIÓN