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 Andin o (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 recarga-descarga, 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 hm3 en el período comprendido en los 42 años entre 1969 y 2011, con un promedio del orden de los 2,3 hm3/año, poco importante dada la variabilidad de las variaciones de almacenamiento entre -400 y 500 hm3/año. En el caso de la cuenca Centro el déficit hídrico se hallaría en el orden de los 48 hm3, en el período comprendido de 34 años entre 1973 y 2011, con un promedio en el orden de los 1.3 hm3/año, también en este caso poco importante dada la variabilidad de las variaciones de almacenamiento entre -160 y 320 hm3.

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 con-finados. 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 acuífe-ros, mientras que a la derecha se desarrollan los acuíferos confinados – semiconfinados. Tam-bién 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 pre-sentarse 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 históri-ca y actualmente solo se mide en 300 de ellos, debido a que más de la mitad han sido reem-plazados.

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 piezomé-tricos, 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 ge-nerar las superficies piezométricas, y se comparará la superficie piezométrica de un año res-pecto del anterior logrando volúmenes positivos y negativos. La diferencia entre los volúme-nes 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 li bre

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 132670-71 -403 -2,88 83071-72 -205 -1,46 108372-73 426 3,04 198373-74 95 0,68 150474-75 -9 -0,06 148075-76 -306 -2,19 111076-77 -272 -1,94 92977-78 233 1,66 169878-79 399 2,85 224179-80 -53 -0,38 154680-81 204 1,46 185481-82 -289 -2,06 128582-83 492 3,51 277683-84 65 0,46 200784-85 -129 -0,92 179985-86 -213 -1,52 133886-87 136 0,97 207087-88 298 2,13 210388-89 -348 -2,49 137289-90 -142 -1,01 119790-91 -282 -2,01 100091-92 149 1,06 170192-93 84 0,60 162293-94 -113 -0,81 141794-95 -158 -1,13 144695-96 -253 -1,81 117796-97 -281 -2,01 85597-98* -120 -0,86 129798-99* -272 -1,94 101499-00 -200 -1,43 102500-01 326 2,33 169801-02 244 1,74 160202-03 384 2,74 186803-04 -56 -0,40 135904-05 -151 -1,08 112705-06 480 3,43 221206-07 442 3,16 190007-08* -26 -0,19 147408-09* 179 1,28 185709-10* -5 -0,04 151410-11* -240 -1,71 1052

(*) Los valores de variación de almacenamiento fuer on obtenidos por regresión lineal

A partir de los datos de variación de almacenamiento y derrame del río Mendoza que se ob-servan 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.

CORRELACIÓN - REGRESIÓN ENTRE LA VARIAVIÓN DE ALMACE NAMIENTO EN ELACUÍFERO LIBRE DE LA CUENCA MENDOZA NORTE Y DERRAME DEL RÍO MENDOZA

-403

426

-53

-289

492

-129

136

-113

-253

-151

326

442

95

84

204

233

149

-206

-213

-9

-142

-205

-306

-272

-281

-56

244

-272-282

-120

384

399

298

65

-348

-200 -158

480y = 0,5341x - 813,2

R2 = 0,7704

-500

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

DERRAME RÍO MENDOZA (Hm3)

VA

RIA

CIÓ

N D

EL

ALM

AC

EN

AM

IEN

TO

(hm

3))

FIGURA 5

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 hm3/año, valor que supera apenas al derrame medio del período 1969 – 2011, que fue de 1.518 hm3/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 varia-ciones 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 hm3 en el período de 42 años comprendido entre 1969 y 2011. Si se promedia obtenemos una cifra -2,3 hm3/año, que es poco importante dada la amplitud de las variaciones de almacenamiento entre año pobre y rico de -400 y 500 hm3. Asimismo la línea de tendencia revela una leve disminución del déficit.

-205 -272 -213 -282

-5

1083929

1338

1025

-240

-26

179

442

-206

-403

426

95233

399204

-289

65 136

-142

-348

384

-56-200

244

326

-120

-9

-272-281-306

-53

492

-129

149

-113

-253-158

84

-151

480298

1127

1857

1474

1900

1177

1854

2241

830

1602

1698 1868

1359

1446

1000

1983

14801504

1197

12971417

2070

1014855

1701

1546

1698

1110

2007

2776

1799

2212

1052

15141622

1326

1285

1372

2103

-1000

-500

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

69-7

0

70-7

1

71-7

2

72-7

3

73-7

4

74-7

5

75-7

6

76-7

7

77-7

8

78-7

9

79-8

0

80-8

1

81-8

2

82-8

3

83-8

4

84-8

5

85-8

6

86-8

7

87-8

8

88-8

9

89-9

0

90-9

1

91-9

2

92-9

3

93-9

4

94-9

5

95-9

6

96-9

7

97-9

8*

98-9

9*

99-0

0

00-0

1

01-0

2

02-0

3

03-0

4

04-0

5

05-0

6

06-0

7

07-0

8*

08-0

9*

09-1

0*

10-1

1*

11-1

2*

AÑOS

HC

TO

ME

TR

OS

CU

BIC

OS

HIDROGRAMA DEL RÍO MENDOZA Y VARIACIÓN DEL ALMACENA MIENTO EN EL ACUÍFERO LIBRE DE LA CUENCA MENDOZA NORTE PERIODO 1 969 - 2011 FIGURA 6

Derrame del río Mendoza

Variación del almacenamiento ALMACENAMIENTO

*Valores obtenidos por correlación linal

TENDENCIA V. ALMA

TENDENCIA DERRAME

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 hm3/año, valor que supera apenas al derrame medio del período 1973 – 2011, que fue de 923 hm3/año.

Tabla 2

CUENCA CENTRO - MENDOZA

Variación anual del almacenamiento en el acuífero l ibre 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 fuer on obtenidos por regresión lineal

RELACIÓN ENTRE LA VARIACIÓN DE ALMACENAMIENTO EN EL ACUÍFERO LIBRE DE LA CUENCA HIDROGEOLÓGICA DEL VALLE DE UCO Y DERR AME DEL RÍO TUNUYÁN

PERÍODO 1973 - 2011

-87

-35

-72

320

149

-117

-6

-157

71

-47

-64

68

-115

98

-130

73

212

3338

135

-61

-55

152

y = 0,3509x - 327,41

R2 = 0,7149

-200

-100

0

100

200

300

400

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

DERRAME RÍO TUNUYÁN (hm3)

VA

RIA

CIÓ

N D

EL

ALM

AC

EN

AM

IEN

TO

(hm

3)-

FIGURA 7

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 hm3 en el período de 38 años comprendido entre 1973 y 2011. Si se promedia obtenemos una cifra -1.26 hm3/año, que es poco importante dada la amplitud de las variaciones de almacenamiento entre año pobre y rico de - 160 y 320 hm3. Asimismo la línea de tendencia deja ver que la tenden-cia de la variación de almacenamiento en el período ha sido nula.

HIDROGRAMA DEL RÍO TUNUYÁN Y VARIACIÓN DEL ALMACENA MIENTO EN EL ACUÍFERO LIBRE DE LA CUENCA HIDROGEOLÓGICA DE VAL LE DE UCO

PERÍODO 1973 - 2011

1016

627

480

1535

611689

1532

1146

865

1143

852

503

-64

152

-150

628

1008

1045983 1030

669

892

1041

13901456

735

885924

1018

639

900

509

823

1007

928

1005

797

754

989999

1246

212

7

27

-113

40

-85

-4

-55

7133

-157

-6

-117

13514973

-130

68

-61

9838

-72-115

-35

-87

38

19

-103

-11

-148

-38

320

74

-23

-28

-400

-200

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

180073

-74

74-7

5

75-7

6

76-7

7

77-7

8

78-7

9

79-8

0

80-8

1

81-8

2

82-8

3

83-8

4*

84-8

5*

85-8

6

86-8

7

87-8

8

88-8

9

89-9

0

90-9

1

91-9

2

92-9

3

93-9

4

94-9

5

95-9

6*

96-9

7*

97-9

8*

98-9

9*

99-0

0*

00-0

1*

01-0

2*

02-0

3*

03-0

4

04-0

5

05-0

6

06-0

7

07-0

8*

08-0

9*

09-1

0*

10-1

1*

11-1

2

AÑOS

HE

CTÓ

ME

TR

OS

CÚ

BIC

OS

FIGURA 8

HIDROGRAMA RÍO TUNUYÁN

VARIACIÓN DEL ALMACENAMIENTO

TENDENCIA

TENDENCIA

VALORES PROBABLES OBTENIDOS POR REGRESIÓN LINAL

Figura 8

CONCLUSIONES

• El déficit hídrico de la cuenca Norte de -96 hm3 en el período de 42 años comprendido entre 1969 y 2011. Su promedio de -2.3 hm3/año, es poco importante frente al comportamiento oscilante de las variaciones de almacenamiento entre año pobre y rico de -400 y 500 hm3. 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 hm3 en el período de 34 años comprendido entre 1973 y 2011. El promedio es de -1.26 hm3/año, cifra poco importante frente a la variabilidad de las variaciones de almacenamiento -160 y 320 hm3. 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. Perío-do1969/2011y 1973/2011.

- Departamento General de Irrigación de Mendoza (DGI): Datos de aforo en canales y rí-os, informes finales de obras de captación de aguas subterránea, cartografía.

- Instituto Nacional del Agua (INA) Centro regional Andino (CRA) Evaluación del esta-do 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. Va-riación del almacenamiento en el acuífero libre. Período 1969/99. Provincia de Mendo-za. 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.