Contribución al conocimiento de la recarga en acuíferos detríticos neógeno-cuaternarios mediante el uso combinado de técnicas hidrogeológicas y de teledetección

Resumen

La recarga es un elemento fundamental en el balance hídrico de los sistemas hidrogeológicos que determina el volumen de recursos disponibles, el funcionamiento y la vulnerabilidad de los acuíferos. Su cuantificación es un requisito indispensable para una gestión sostenible y eficiente del recurso hídrico subterráneo, especialmente en regiones donde la explotación del agua subterránea constituye un importante motor económico o en zonas áridas o semiáridas con una pluviometría escasa y/o marcadamente irregular. A pesar de su importancia, la cuantificación de la recarga es compleja y aún en la actualidad está sujeta a una significativa incertidumbre que deriva de la complejidad del fenómeno, que presenta una distribución espacial y temporal muy heterogénea, de las limitaciones y asunciones de los métodos para su estudio, de las dificultades en la medida de las variables implicadas, de la heterogeneidad del medio geológico y de los usos del suelo, y de los cambios en el clima a diferentes escalas. La finalidad de esta investigación ha sido contribuir al conocimiento de la recarga en un tipo de sistemas hidrogeológicos comunes en el dominio de las Cordilleras Béticas, constituidos por sedimentos detríticos de origen marino y litoral de edad Neógena-Cuaternaria. Para ello se han abordado diferentes aspectos como el análisis de la evolución temporal de la precipitación, la caracterización hidrogeológica de los acuíferos seleccionados y la combinación de técnicas hidrogeológicas clásicas y de teledetección. Como sistemas de estudio se han seleccionado los acuíferos de Benalup, El Palmar y los Toruños, lo que ha dado lugar al compendio de cinco artículos integrados en esta memoria. La primera línea de investigación aborda el análisis de la evolución de la precipitación, principal señal de entrada a los acuíferos, en el ámbito de la cuenca hidrográfica del río Barbate durante un periodo de 108 años (1910/11 a 2017/18). Para dicho periodo, se han obtenido los estadísticos de la variable representativos en la zona de estudio, la variabilidad interanual, las tendencias de la precipitación y su ciclicidad. Adicionalmente, se ha identificado la ocurrencia de periodos húmedos y secos de diferente duración y magnitud mediante la aplicación del índice SPI. Una segunda línea de investigación ha consistido en la caracterización del acuífero de Benalup en diferentes aspectos relacionados con su litología, geometría y dinámica subterránea mediante la aplicación de técnicas hidrogeológicas e hidrogeoquímicas clásicas. Se analiza además la situación actual de la actividad de regadío mediante la aplicación de teledetección por satélite y se exploran mediante diferentes herramientas de participación ciudadana cuestiones sociales y administrativas que condicionan la gestión del sistema y su estado cuantitativo y químico. Finalmente, se aporta un conjunto de pautas dirigidas a la mejora de la gestión del sistema. La tercera línea de investigación ha estado dirigida a la exploración de las aplicaciones que ofrecen los drones al estudio de la hidrogeología y engloba tres publicaciones. La primera de ellas, punto de partida para los trabajos posteriores, consiste en una revisión bibliográfica de trabajos de investigación recientes centrados en las aplicaciones hidrológicas e hidrogeológicas de los drones clasificadas según su objetivo y con especial referencia al tipo de plataformas y sensores utilizados, y a las ventajas y limitaciones bajo diferentes contextos hidrológicos. El segundo y tercer trabajo de esta línea de investigación constituyen propuestas metodológicas novedosas y tienen carácter aplicado; se centran respectivamente en el uso de sensores a bordo de drones para la determinación y cartografiado del nivel piezométrico en un acuífero costero somero, y en la estimación de la transferencia humedal-acuífero y de los elementos del balance hídrico del sistema. En el marco de esta investigación se ha avanzado en el conocimiento de los mecanismos de recarga de este tipo de sistemas hidrogeológicos formados por biocalcarenitas, arenas y limos de origen marino y litoral. Además, se ha generado una importante base de datos de información piezométrica, geométrica, hidroquímica, isotópica y climática de los sistemas estudiados que podría resultar de interés para futuras labores de planificación hidrológica y redundar en una mejora de la gestión, fundamentada en un mejor conocimiento científico y datos actualizados. Finalmente, esta Tesis supone un ejemplo de marco multimetodológico integrado para la monitorización de las aguas subterráneas, de bajo coste y replicable en otros sistemas de características similares, y que puede contribuir al avance de la investigación hidrogeológica.