RECONOCIMIENTO DE LA DINAMICA FREATICA MEDIANTE EL MONITOREO DE UN AREA PILOTO DEL ALTO VALLE DE RIO NEGRO

Juan Galeazzi; Pedro Pesan; Jorge Muñiz; Verónica Signorelli; Jose Quiroga

Facultad de Ciencias Agrarias - Universidad Nacional del Comahue C.C.N°85 – (8303) Cinco Saltos (RN) - TE 0299-4980005.email: jogaleaz@neunet.com.ar

RESUMEN

La región del Alto Valle de Rio Negro se caracteriza por una producción fruti-hortícola intensiva bajo riego. Los frutales de pepita y de carozo son los cultivos predominantes, regándose con el tradicional método de melgas de inundación. La existencia de un acuifero libre a escasa profundidad afecta la capacidad productiva y degrada el recurso suelo, comprometiendo la sustentabilidad del agrosistema frutícola. El relevamiento de los niveles freáticos permite la identificación de diferentes grados de afectación y su criticidad en el tiempo. El presente trabajo tiene por objeto el reconocimiento de la mecánica del acuifero y de las variables que inciden en el ascenso del manto freático mediante un programa de monitoreo a nivel de detalle. El Area Piloto seleccionada esta ubicada en la margen izquierda del valle inferior del río Neuquén, con una superficie aproximada de 270 has. distribuidas en 47 “chacras” (establecimientos frutícolas típicos de la zona). La red de observación, compuesta por freatimetros y limnimetros, tiene una densidad de un punto de medicion cada tres hectáreas. Durante el periodo comprendido entre los años 2002 al 2004 se realizaron mediciones periódicas de niveles y salinidad del agua freatica. El procesamiento y análisis de los datos así obtenidos, permiten la confección de mapas de isolíneas del comportamiento freático correspondientes a las temporadas de riego y del receso invernal. Así mismo, se cuenta con información referida a componentes de la recarga y descarga del sistema (dotaciones de riego, caudales del río, precipitación y evapotranspiracion de los cultivos). Del análisis conjunto de toda esta información, surgen relaciones que explican e interpretan las variaciones que se producen en los grados de afectación por niveles freáticos críticos. Finalmente, se presentan los resultados de la evolución de los niveles freáticos durante el periodo 2002 – 2004 y la incidencia de los factores considerados en la variación de la superficie afectada, en el tiempo y espacialmente. De esta manera, el Area Piloto como unidad operacional para el estudio y monitoreo del sistema de riego y drenaje a escala detallada, permite el accionar conjunto de instituciones y organizaciones de regantes en la implementación de las soluciones propuestas. Palabras claves: monitoreo de niveles freáticos, drenaje y salinidad, área piloto.

INTRODUCCIÓN El Alto Valle de Rio Negro comprende unas 58.000 has. de cultivos intensivos bajo riego.

Aproximadamente el 70 % de la superficie se encuentra cultivada con frutales de pepita (manzanos y perales), siguiendo en orden de importancia los frutales de carozo y las vides. Los métodos de riego mas ampliamente utilizados son los de gravedad, siendo el de melgas de inundación (o riego a ‘manto’) el mas común y en menor medida el riego por surcos. Es reconocida la baja eficiencia del riego predial, que sumada a las perdidas físicas y operacionales en la red de distribución, resultan en una eficiencia global media del orden del 30 % (CIL, 1988).

Esto tiene como consecuencia la presencia de niveles freáticos poco profundos asociados a procesos progresivos de salinización de los suelos, abarcando - con distintos grados de afectación – cerca del 40 % de la superficie regada del Alto Valle (Alvarez, O. et al., 1995). Estudios realizados a nivel regional han permitido identificar los factores relacionados con esta problemática, con precisión acorde al nivel de reconocimiento con que fueron llevados a cabo (CIL-AYE, 1988; Horne, J. et al., 1992; Alvarez, O. et al. 1995). Sin embargo, esta escala de trabajo no permite reconocer afectaciones locales y su evolución ante situaciones cambiantes.

El presente estudio ha sido realizado en el Area de Puente la ‘S’, con una superficie equivalente a la de una Sección de turnado (aproximadamente 270 has. distribuidas en 47 establecimientos frutícolas), y con una densidad de puntos de medición de la napa de un freatímetro cada 3,5 has. Se encuentra ubicada sobre la margen izquierda del valle inferior del río Neuquen, bajo jurisdicción compartida de los Consorcios de Riego y Drenaje de Cinco Saltos y Cipolletti.

De esta manera, el reconocimiento de la dinámica del manto freático se puede lograr a partir de la información obtenida a ese nivel de detalle. Consecuentemente, se pretende ajustar una metodología de monitoreo que, con la participación de los usuarios y las entidades administradoras del sistema, permita reconocer e identificar las causantes de las fluctuaciones de la napa freatica y emprender acciones conjuntas para su control. Por otra parte, será necesario establecer relaciones que permitan asociar el uso no eficiente del agua de riego con la degradación del medio fisico.

La provincia de Rio Negro decide apoyar esta iniciativa firmando un convenio con la F.C.A.- U.N.Co, para monitorear el sistema de riego y drenaje del área mencionada.

MATERIALES Y METODOS

La información relevada a campo sobre niveles y salinidad de la napa freática, se obtuvo a partir de mediciones realizadas en la Red de Puntos de Observación (R.P.O.) durante los años 2002/03/04.

Descripción y operación de la Red de Puntos de Observación: Esta red permite la observación permanente del manto freático, comprendiendo tanto

freatímetros (78) como escalas en los desagües colectores (9 lugares de mediciones complementarias). La disposición de los mismos en el terreno configura una cuadricula irregular con un espaciamiento que varia entre los 150 m y los 200 m, resultando entonces que el 72 % de las chacras que conforman esta sección de riego, tienen instalado entre 1 y 3 freatímetros.

El método utilizado para la instalación de los freatimetros fue el de percusión, ya que la presencia de ripio en el perfil obliga a la utilización de caños de hierro (previamente agujereados y con punta). Las tareas de mantenimiento – limpieza y reposición de faltantes – se llevan a cabo anualmente al finalizar la temporada de riego, a fin de garantizar la operabilidad de toda la red.

Las mediciones se programaron teniendo en cuenta fechas que representan momentos específicos de la dinámica del acuifero, y que están relacionadas con los distintos aspectos que presenta el riego - principal componente de la recarga - a lo largo del año: a) periodo primaveral

caracterizado por la aplicación de riegos de inundación como método de defensa pasiva para el control de heladas tardías (septiembre-octubre); b) periodo de máxima demanda evapotranspiratoria y crecimiento vegetativo (mediados de noviembre-mediados de enero); c) época de cosecha con disminución de la frecuencia de riegos (mediados de enero-principios de abril) ; d) riegos de fin de temporada o de ‘lavado’ de sales (mediados de marzo-fines de abril) ; e) temporada de ‘corta de agua’(mayo-fines de agosto).

Procesamiento de la información: Previo análisis de consistencia, que permite depurar datos erróneos o poco

congruentes, se organiza la información en una base de datos (hoja de calculo) para su posterior procesamiento mediante programas graficadores de superficies (p.ej. Surfer). Los mapas de isolíneas del comportamiento freático (Isohipsas e Isobatas) se confeccionan a partir de una cuadricula irregular, donde la ubicación geográfica de la red de puntos de observación viene dada por pares de coordenadas referidas a un sistema cartesiano. La restante componente de las ternas de coordenadas es la medida de la profundidad de la superficie freática. Cuando esta medida esta referida a un plano de comparación, es decir que en cada punto de la red tenemos la cota de la superficie freática, se obtienen los mapas de equipotenciales o Isohipsas. En caso que la medición este referida a la superficie del terreno, se obtienen los mapas de Isobatas.

Los mapas de Isohipsas se completan con el trazado de las líneas de flujo del agua subterránea, y en consecuencia se puede determinar su dirección y sentido, como así también las áreas de recarga y descarga del sistema estudiado. Las fechas seleccionadas para confeccionar estos mapas corresponden al periodo sin riego (temporada invernal), para evitar las distorsiones que provocan en las líneas de flujo, las recargas puntuales y espacialmente dispersas resultantes de la distribución del agua por turnados rotativos.

En el caso de las Isobatas, los mapas se confeccionan tanto para la temporada de riego como para la del receso invernal. En todos los casos, permiten reconocer zonas con distintos grados de afectación en relación al anegamiento y/o salinización de la rizosfera. Para los frutales de pepita, se asume una profundidad critica promedio de 1,50 m (FAO, 1980); (CIL, 1988).

Posteriormente, el procesamiento en Autocad permitió, no solo calcular la superficie de las áreas afectadas, sino también digitalizar el catastro y la red de riego y drenaje del área en estudio.

Finalmente, se recabó información sobre los restantes componentes de la recarga del sistema: Precipitación (Estación Agrometeorológica F.C.A.- U.N.Co.); caudales medios del canal principal de riego (Dpto.Prov.de Aguas.- R.N.); caudales medios del río Neuquen (Autoridad Interjurisdiccional de Cuencas). Ver cuadros 1, 2, 3.

RESULTADOS y DISCUSION El análisis e interpretación de la información que brindan los mapas de isolíneas del

comportamiento freático, conjuntamente con los datos y observaciones complementarias ya mencionadas, arrojan los siguientes resultados:

A partir del mapa de equipotenciales o curvas de nivel de la superficie freática (Isohipsas: Figura 1), se puede reconocer una pendiente media del 1,6 ‰ (sensiblemente paralela a la del terreno), con un rumbo general de los flujos del agua subterránea, en dirección N-S. De esta manera, los desagües existentes (el colector y los comuneros a lo largo de la calle vecinal) interceptan a aquellos en forma prácticamente perpendicular, por lo que la mayor o menor funcionalidad estará dada por la profundidad de los mismos.

Con respecto a las Isobatas y en función de los valores observados, se definieron áreas con diferentes grados de afectación, a intervalos de 0,50 m de profundidad de la freática, comparándose mediciones correspondientes a fechas equivalentes en los años 2002, 2003 y 2004. Las fechas

fueron seleccionadas en función de los períodos definidos con anterioridad. A los fines de este análisis, se tuvieron en cuenta las siguientes consideraciones:

- La superficie empadronada y bajo riego prácticamente no varia en el periodo considerado (aproximadamente 58.000 Has.).

- La práctica del riego por parte de los productores permanece sin modificaciones evidentes.

Los resultados obtenidos de comparar áreas afectadas por niveles freáticos críticos en fechas equivalentes a lo largo del periodo 2002 - 2004, son los siguientes:

* Comparación I (15-08-02; 15-08-03; 17-08-04):

Año Niveles Freáticos 1 Canal Principal Precipitación Rio Neuquén

≤ 1,0 m ≤ 1,50 m Q (m3/seg) 2 (mm) 3 Q (m3/seg) 4

2002 0,0 % 50,22 % ⎯x ------ ∑ 123,5 ⎯x 307,3

2003 0,0 % 36,54 % ⎯x ----- ∑ 68,5 ⎯x 360,4

2004 2,97 % 69,97 % ⎯x ------ ∑ 293,8 ⎯x 184,9

En la Comparación I (Figura 2), las fechas seleccionadas corresponden al periodo final del

‘receso’ del riego, días antes del comienzo de la nueva temporada. El acuifero freático se encuentra en sus niveles mas bajos como consecuencia del drenaje natural hacia el río, en equilibrio con la recarga estacional debida a las precipitaciones. Prácticamente toda el área en estudio se encuentra con la napa a profundidades mayores al metro. Sin embargo, es variable la superficie afectada con niveles que no llegan al metro y medio de profundidad. La fecha correspondiente al 2003 presenta los menores porcentajes de afectación, comparada con las del 2002 y 2004. Se manifiesta claramente la incidencia del factor lluvia como el único componente significativo de la recarga del acuifero en este período. En contraposición, el factor río (caudales y/o niveles) se manifiesta en el sentido contrario, ya que presenta los mayores valores en el año en que la afectación es menor. Estos datos confirman resultados de estudios anteriores (CIL, 1988; Alvarez, 1995) respecto de la influencia del río sobre los niveles freáticos en una franja cuyo ancho es de 600m – 1000m. Cabe consignar que el limite oeste del Area de Puente la ‘S’ se encuentra a 1500 m del río Neuquén.

Finalmente, se puede observar la permanencia de la napa freática a profundidades menores que la critica (ya definida anteriormente: 1,50 m) aun en el periodo mas favorable. Esto ocurre, en el mejor de los casos, en algo mas de un tercio de la superficie total. En los años mas desfavorables esta proporción puede incrementarse hasta mas de los dos tercios del total.

* Comparación II (04-11-02; 15-12-03; 28-11-04):

Año Niveles Freáticos 1 Canal Principal Precipitación Rio Neuquén

≤ 1,0 m ≤ 1,50 m Q (m3/seg) 5 (mm) 6 Q (m3/seg) 7

2002 68,10 % 100,0 % ⎯x 62,75 ∑ 42,8 ⎯x 408,0

2003 80,06 % 100,0 % ⎯x 66,97 ∑ 0,5 ⎯x 209,4

2004 82,48 % 97,64 % ⎯x 62,60 ∑ 19,5 ⎯x 193,8

La Comparación II (Figura 3), se ha confeccionado en base a las mediciones realizadas en plena temporada de riego, fuera del período de control de heladas tardías. Practicamente la totalidad del área se encuentra con la freática a menos de 1,50 m de profundidad. Con respecto a los niveles más críticos, el menor porcentaje de afectación se presenta en la fecha del 2002. Analizando los datos del cuadro precedente, se observa que tanto las dotaciones (los caudales del canal principal varían minimamente) como los caudales medios del río Neuquén (en 2002 duplican a los de los otros dos años), no justifican las diferencias registradas en la superficie afectada. Por el contrario, las precipitaciones de cierta magnitud (equivalentes a una lámina de riego neta), como las previas a la medición del 2002, pueden provocar la cancelación del turno de riego por parte de los productores y consecuentemente, disminuir la recarga por precolación profunda.

* Comparación I I I (05-05-02; 16-05-03; 19/04/04):

Año Niveles Freáticos 1 Canal Principal Precipitación Rio Neuquén

≤ 1,0 m ≤ 1,50 m Q (m3/seg) 2 (mm) 3 Q (m3/seg) 4

2002 23,02 % 97,30 % ⎯x 61,86 ∑ 93,5 ⎯x 299,8

2003 4,20 % 84,73 % ⎯x 63,37 ∑ 52,5 ⎯x 345,8

2004 26,29 % 96,04 % ⎯x 58,88 ∑ 196,6 ⎯x 162,0 La Comparación III (Figura 4), tiene en cuenta fechas situadas al comenzar la época de

‘corta de agua’, y si bien la medición del año 2004 se encuentra todavía dentro de la temporada de riego, son escasos los establecimientos que para esa fecha continúan regando. Los resultados indican una disminución del área afectada en la medición realizada el año 2003, siendo mas significativa para los niveles freáticos mas críticos. Sin embargo, y especialmente en los años 2002 y 2004 la superficie afectada sigue siendo muy importante (cercana al 100 %). Es decir, el efecto ‘residual’ de la gran recarga del acuifero - consecuencia de las pérdidas que se producen en la conducción, distribución y aplicación del riego – continúa manifestándose en esas fechas. En el caso de la medición correspondiente al 2003 ya se visualiza el efecto del drenaje natural en la descarga del acuífero freático. Por otra parte, de la misma manera que en los casos anteriores, los otros dos factores considerados registran una evolución que no es concordante con la del manto freático.

- Notas aclaratorias (corresponden a los cuadros que anteceden):

1) Porcentaje sobre la superficie total del área.

2;3;4) Corresponden al periodo: enero / fecha de medicion considerada.

5;7) Corresponden al periodo: agosto / fecha de medicion considerada.

6) Corresponde al acumulado en los 20 días previos a la fecha.

2 al 7) Obtenidos a partir de los Cuadros 2-3-4 .

CONCLUSIONES La metodología de monitoreo, con la participación de los Consorcios de Riego y usuarios

involucrados, resulta eficaz en la toma de conocimiento de los factores intervinientes en la problemática del drenaje, como así también en la definición de acciones a seguir.

Tanto la escala de trabajo (área piloto) como la densidad y frecuencia relacionadas con la toma de datos, resultan adecuadas a los fines de realizar un seguimiento del comportamiento de la napa. A fin de lograr mayores precisiones en la dinámica freática será necesario aumentar la frecuencia de mediciones.

En la temporada de riego, la totalidad del área estudiada tiene problemas de drenaje con diferentes grados de afectación. Dado que a la salida del receso invernal la superficie afectada es de aproximadamente un 50 % (promedio del período considerado), se corrobora la notable incidencia que tiene en la elevación del manto freático, la baja eficiencia global del sistema. Consecuentemente, hay un 50 % de la superficie total que tiene algún grado de afectación permanente (persistencia de niveles críticos durante todo el año).

La mayor o menor afectación alcanzada durante el receso invernal no incide sobre los valores que se obtienen en plena temporada de riego, ya que en todos los casos se llega a un 100 % de afectación.

El factor lluvia explica, en mas de una oportunidad, variaciones en los porcentajes de afectación. En contraposición, no se observa la influencia del río en la evolución del manto freático.

La continuidad de los estudios deberá incluir una revisión de dotaciones y turnados como así también la oportunidad del riego durante las distintas etapas del cultivo. Así mismo, incorporar el estudio del movimiento de sales en el perfil saturado y no saturado.

BIBLIOGRAFÍA - Alvarez, O., et al., (1995). Organización, procesamiento y evaluación de la información sobre niveles del agua

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Valle de Río Negro"; XVI Congreso Nacional del Agua, San Martín de los Andes, Neuquén. - Chambouleyron, J., (1993). La Administración descentralizada y participativa de los recursos hídricos. CIDIAT.

Mérida. Venezuela. - CIL – AYEE, (1988). Estudio para el aprovechamiento integral del rio Negro. Informe técnico.

- Galeazzi, J., et al., (1998). "Determinación de áreas afectadas por niveles freáticos críticos en el Alto Valle de Río

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Congreso Nacional del Agua, Mendoza, Argentina. - Grassi, C., (1991). Drenaje de tierras agrícolas. CIDIAT. Mérida. Venezuela. - Horne, F.J., et al., (1992). Análisis y elaboración de datos freatimétricos e hidroquímicos del Alto Valle de Rio

Negro. Informe técnico, Convenio FCA – AYEE. - ILRI, (1978). Principios y aplicaciones del drenaje. Wageningen. Holanda. - Warrick, A., et al. (1976). Geostatiscal methods applied to soil science. ASA,Monograph N° 9.

INFORMACIÓN HIDROMETEOROLOGICA

Cuadro 1

PRECIPITACIONES (mm) – Estación Agrometeorológica F.C.A.-U.N.Co.

Años ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC

2002 14,7 25,4 28,9 24,5* 15,2 3,2 5,1 9,4 12,5 42,8 5,3 8,6

2003 31,4 0,0 12,0 6,6 6,0 3,4 8,1 1,0 8,2 0,0 13,5 0,5

2004 53,3 83,6 22,1 73,0 13,6 13,0 34,2 1,6 0,0 26,5 19,5 0,0

*Valor medio correspondiente al periodo 1972-2003.

Cuadro 2

CANAL PRINCIPAL – CAUDALES MEDIOS (m3/seg) - (km 4,8; A.V.- R.N.).

Periodo AGO SEP OCT NOV DIC ENE FEB MAR ABR MA

Y

2001/02 70,79 69,51 57,07 50,09 4,92

2002/03 26,38 58,99 66,50 67,64 70,30 68,88 67,86 65,18 51,57 3,23

2003/04 24,76 61,50 67,79 68,25 70,36 70,95 58,10 56,68 49,80 25,0

2004/05 24,20 61,25 57,72 68,82 70,80

Fechas de Inicio y Finalización de temporada de riego:

2001/02: 24 agosto – 4 mayo

2002/03: 18 agosto – 3 mayo

2003/04: 18 agosto – 3 mayo

2004/05: 18 agosto.

Cuadro 3

RIO NEUQUEN – CAUDALES MEDIOS (m3/seg) – (Compensador El Chañar)

Año ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC

2002 200 200 404 395 265 383 301 310 470 444 533 467

2003 490 372 328 319 220 336 461 357 184 163 163 180

2004 180 162 153 153 214 203 212 202 246 164 163 179

Mapeo de Isolíneas del comportamiento freático

Figura 1. Isohipsas 9/06/04

Figura 2. Comparación 1- mediciones 2002/03/04.

Figura 3. Comparación II - mediciones 2002/03/04.

Figura 4. Comparación III – mediciones 2002/03/04.