Modelación de áreas inundables en un sector minero de la cuenca Quebrada el Arrayán – Región de Coquimbo - Chile.

La cuenca hidrográfica Quebrada del Arrayán, se encuentra ubicada en la región de Coquimbo, al norte de Chile. Es una zona reconocida por la intensa actividad minera de extracción de cobre y oro, y por los inúmeros tranques de relaves instalados en los alrededores de la zona urbana a oeste de la cuenca. Existen 108 tranques de relaves instalados en el sector oeste de la cuenca, la mayoría de ellos en estado de abandono o inactividad. El sector oeste de la cuenca es un área susceptible a inundaciones, destacando las ocurridas en 1997, 2015, 2017 y 2020. El clima semiárido con régimen de precipitaciones concentradas en pocos días, combinado con sectores de depresión en montaña, como la pampa ondulada y los cordones transversales, son factores que contribuyen con la susceptibilidad de inundación en el área de estudio. La dinámica hídrica en zonas con concentración de numerosos tranques de relaves abandonados puede representar un agravamiento potencial del riesgo, considerando el arrastre de metales pesados y la contaminación del agua y suelo. Como resultado, por medio de modelación matemática en SIG se identificó que 63% de los tranques de relaves abandonados se encuentran instalados en zonas inundables y cercanos a sectores poblados.

Afectación ambiental por las descargas directas de las aguas residuales sobre fuentes hidricas:

El objetivo del presente estudio fue evaluar la afectación al medio biótico, abiótico y demográfico causado por la generación y descarga de las aguas residuales domésticas sin un adecuado tratamiento sobre fuentes hídricas. Se realizaron análisis de los parámetros DQO, DBO5, Sólidos Suspendidos Totales y Aceites y Grasas, en el vertimiento para conocer el cumplimiento de la normatividad Ambiental vigente Resolución 0631 de 2015, de igual forma se halló el índice de biodegradabilidad, donde se demostró que es de carácter poco biodegardable. Finalmente se realizó una identificación y evaluación de impactos ambientales de los componentes del ambiente respecto a las actividades cotidianas que se realizan en el municipio, y de esta forma se determinó la magnitud y afectación sobre los recursos ambientales del municipio de Tona Santander.

Capa freática:

El objetivo fue analizar cuali-cuantitativamente el flujo capilar y evaluar su influencia en la programación del riego en un cultivo de pera (Pyrus communis) cv. William`s. Durante cuatro ciclos consecutivos se midieron con sensores específicos promedios diarios de humedad, potencial mátrico y salinidad del suelo y los niveles y salinidad de la freática. La profundidad de la freática fluctuó entre 1.00 m y 1.10 m y salinidad entre 1.5 y 1.6 dS.m-1. Los valores medios de la humedad del perfil de exploración radicular se encontraron en la franja del agua fácilmente disponible con un balance salino equilibrado. Con el programa WinIsareg se ajustó el balance hídrico simulado al contenido de humedad del suelo registrado por los sensores en cada uno de los ciclos. Las láminas de reposición resultantes se contrastaron con los requerimientos hídricos del cultivo y se estimaron los aportes del flujo capilar en 290 a 499 mm según la temporada. Estos representaron entre 1/3 y 2/3 del requerimiento hídrico del cultivo reduciendo la dotación media de riego entre un 35 a 64%. Los riegos realizados permitieron obtener rendimientos similares al valor de referencia en la zona y fueron 50% menos que los programados en condiciones de capa freática profunda.

Servicios ecosistémicos provistos por los suelos en una cuenca de Santa Fe, Argentina

Los suelos forman parte del ecosistema y brindan servicios múltiples que no son convenientemente ponderados por la sociedad. El objetivo de este trabajo es evaluarlos en una cuenca rural, con el propósito de identificar y valorar las funciones y beneficios ambientales, sociales, culturales y económicos que brindan. En la cuenca del arroyo Ludueña en el sur de Santa Fe (Argentina), se aplicó una metodología de valoración de la potencia de los servicios ecosistémicos que proporcionan los suelos según las categorías: de provisión, de regulación, de soporte y culturales. Esta consistió en cuatro etapas que posibilitaron evaluar la potencia de cada unidad cartográfica presente como la de la cuenca. En relación a los valores totales de los servicios ecosistémicos de las unidades cartográficas, se halló una diferencia del 5,8% entre las de menor potencia con las de mayor potencia, indicando que los servicios ecosistémicos de estas últimas no son muy superiores a pesar de poseer mejores aptitudes productivas. Las de menor aptitud aportan atributos beneficiosos al ambiente que equilibran la cuenta total de las potencias de los eco-servicios que brindan. La proporción de los servicios ecosistémicos de regulación provistos por los suelos es la más alta (32%), siendo menor los de soporte (17%). En la cuenca estudiada, los suelos proporcionan un relevante aporte para el mantenimiento del equilibrio de funciones y procesos que resulta independiente de sus aptitudes productivas. Es el rol que cumplen como recurso que brinda beneficios múltiples, lo que permite reconocerlos como articuladores de varias dimensiones ambientales.

Esquema explícito para la solución numérica del flujo no saturado en medios heterogéneos bajo condición de niveles freáticos someros.

Se propone un esquema numérico explícito de 4 celdas (4C) para la integración de las ecuaciones de flujo en la zona no saturada diseñado para áreas de llanura con niveles freáticos someros. El esquema contempla un coeficiente de ponderación para definir la conductividad hidráulica no saturada representativa entre celdas adyacentes y considera la heterogeneidad de cada horizonte edáfico. El esquema 4C es comparado con estimaciones realizadas por el HYDRUS-1D en dos grupos de ensayos modelados, uno con saturación de superficie durante 10 días y otro con series de precipitaciones durante 96 días. Los ensayos numéricos se hicieron para 14 tipos de asociaciones de suelos características de la zona de estudio (A° del Azul, Bs. As.) y 6 profundidades freáticas (entre 300 y 50 cm). Para el primer ensayo, la respuesta del esquema se considera aceptable con diferencias porcentuales del orden al 19%. En el segundo, el esquema propuesto estimó satisfactoriamente las recargas freáticas con diferencias porcentuales del 1% entre ambos esquemas. Complementariamente, mostró un muy buen ajuste en las evoluciones de contenidos de humedad de cada estrato. Estos resultados validan el esquema simplificado propuesto permitiendo una respuesta rápida en términos de tiempo computacional.

Cuantificación de la recarga al acuífero en el sector inferior de la cuenca del Río Carcarañá

En este trabajo se presenta el cálculo de la recarga al acuífero en el sector inferior de la cuenca del río Carcarañá, provincias de Córdoba y Santa Fe, Argentina. En primer instancia se definieron cinco zonas de recarga a partir de un profundo estudio edafológico de los suelos, y desarrollando de manera novedosa el empleo de la capacidad de uso de los mismos como una herramienta robusta a la hora de la delimitación y zonificación. En función de los datos meteorológicos recopilados, se dividió la zona de estudio en tres sectores representados cada uno por una localidad (Oliveros, Casilda y Marcos Juárez). En cada uno de estos sectores se cuantificó la recarga mediante balances hídricos seriados aplicando el método exponencial a paso diario. Para esto, y teniendo como datos de ingreso las variables agrohidrológicas de los suelos, precipitaciones y evapotranspiraciones potenciales diarias, se implementó una planilla de cálculo que brinda valores de recarga diarias, mensuales y anuales. Como resultados para el período 1962-1966, la relación promedio recarga – precipitación para la mejor zona de recarga varió de 16.5 % en Oliveros a 6.5 % en Marcos Juárez

Aplicación y calibración de una integración de los modelos TREX y SWMM para la simulación hidrológica-hidráulica distribuida en una cuenca fuertemente antropizada

Este trabajo describe la aplicación y calibración de un modelo hidrológico espacialmente distribuido en la cuenca del Rio Cascavel, en el estado de Paraná, Brasil. Se aplicó el modelo TREX incluyendo una modificación en su código fuente que permite la simulación de bocas de tormenta; y en conjunto se aplicó el modelo hidrodinámico semidistribuido SWMM para simular los flujos en los conductos y cauces. La recopilación y procesamiento de información incluyó: la corrección del modelo digital de elevación, mapas de tipos y usos de suelo, relevamiento de la ubicación de bocas de tormenta y conductos. Finalmente, se seleccionaron una serie de eventos (precipitaciones y caudales líquidos medidos) para la calibración del modelo para la cuenca de estudio. En el trabajo se presentan los resultados de la calibración de cinco eventos seleccionados, obteniendo un aceptable ajuste del modelo. Se concluyó de esta forma, que los modelos utilizados en su conjunto permiten la simulación completa de una cuenca urbana. En particular, las características de TREX, permite utilizar información raster, agilizando el ingreso de datos para la modelación totalmente distribuida de una cuenca urbana.

Efecto de los cultivos de cobertura sobre las pérdidas de agua y suelo por erosión hídrica

El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto de la inclusión de un cultivo de cobertura (CC) en una secuencia soja-soja, sobre las pérdidas de agua y suelo producidas por erosión hídrica en distintos ambientes de un suelo erosionado. El experimento se desarrolló sobre un suelo Argiudol típico, con un diseño de parcelas divididas, donde las parcelas mayores fueron los ambientes del sitio experimental, diferenciados por su relieve en: Loma (pendiente media de 0.15%), Media Loma (pendiente media de 0.9%) y Bajo (pendiente media < 0.1%) y las parcelas menores correspondieron al subfactor tratamiento, con dos niveles: CCC (con cultivos de cobertura) y SCC (sin cultivos de cobertura) en base a una mezcla de avena (Avena sativa L.) y vicia (Vicia sativa L.). Se obtuvo la producción de materia seca (MS) de los CC y se aplicaron lluvias simuladas en cada parcela, a una intensidad constante de 60 mm/h y una duración de 1 h, en prefloración del cultivo de soja sucesor. En cada parcela, después de la lluvia simulada, se registró la pérdida total de agua en mm (l.m2) y se calculó el porcentaje respectivo sobre la lluvia total aplicada. Previamente a la aplicación de las lluvias simuladas, se evaluaron la cobertura vegetal (%) y la rugosidad superficial en mm (RR). Se midió la pérdida total de suelo para cada lluvia en g/m2. La cobertura superficial y la RR aumentaron significativamente por la inclusión de los CC. Las pérdidas totales de agua por escurrimiento superficial y de suelo en Loma, Media Loma y Bajo CCC fueron significativamente menores a las pérdidas en SCC. Los procesos de erosión hídrica fueron mitigados por los CC a través del aumento de la cobertura y rugosidad superficiales.

Completamiento de series temporales de niveles freáticos en un área deprimida de la llanura bonaerense

Se presenta como objetivo el completamiento de registros temporales de niveles freáticos someros en un sector deprimido perteneciente a la cuenca del Arroyo del Azul (provincia de Buenos Aires), en el marco de una modelación matemática de la hidrología subterránea. Los registros completados conforman la condición de contorno aguas arriba del dominio de modelación. Se contemplaron diferentes series temporales para correlacionarlas con los niveles freáticos: a) anomalías acumuladas de precipitación, b) anomalías gravimétricas (misión satelital GRACE) y c) anomalías acumuladas hidrológicas (diferencia entre la precipitación y la evapotranspiración potencial). De los seis pozos freatimétricos seleccionados para el análisis y para el período donde se presentan las series en forma completa (oct 2014- abr 2016) se deduce que las anomalías de precipitación (a) presentan los coeficientes de correlación r más bajos y fue descartada como serie análoga. Las anomalías gravimétricas mensuales (b), Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) misión conjunta de la NASA y el Centro Aeroespacial Alemán (DLR) presentaron correlaciones buenas, con valores de r entre 0.624 y 0.798, aunque la serie suministrada se discontinúa desde 2017. Las anomalías hidrológicas acumuladas, que fueron calculadas a escala diaria y retrasadas respecto los niveles un lagsemanal para mejorar las regresiones, presentaron correlaciones muy buenas, con r entre 0.861 y 0.894, fueron las seleccionadas como serie análoga de completamiento. Considerando la mejor disponibilidad de datos climáticos frente a los satelitales y en virtud de los buenos resultados alcanzados se recomienda el uso de esta metodología en sectores de niveles freáticos someros donde el proceso de evaporación puede considerarse una componente hidrológica de importancia.

Implementación de un software modular en la cuenca del Arroyo Las Turbias. Provincia de Santa Fe

En los últimos 10 años, en la cuenca del arroyo Las Turbias del centro sur de la provincia de Santa Fe, se han producido crecidas más frecuentes ante menores montos precipitados. Como consecuencia, se presentan desbordes y anegamientos prolongados y en menor grado procesos erosivos puntuales en márgenes del cauce. Estos efectos de la amenaza natural se agravan por las intervenciones individuales, no planificadas, ejecución de obras viales, canales, bordos y terraplenes de defensa como también cambios tecnológicos en la producción agrícola, que modifican permanentemente la dinámica de escurrimiento. A esta situación se suman las inquietudes e incertidumbres de los productores de la zona en cuanto al trasvase de caudales desde otras cuencas. En este trabajo se implementó el software modular CAPRA GIS para representar áreas de inundación generadas por distintos escenarios de frecuencia probabilística. La simulación se realizó con el módulo ERN- Inundación en el tramo superior de la cuenca del arroyo Las Turbias para hietogramas de diseño de diferentes recurrencias. Los mapas obtenidos sirven de apoyo a los tomadores de decisión para que junto con los organismos de cuenca gestionen de forma adecuada las medidas estructurales y no estructurales correspondientes.