PID 2098 Evaluación agrohidrológica de represas para riego ... · Generar una base cartográfica unificada en escala 1:100.000, en base a la Hojas ... Evapotranspiración Real,

Universidad Nacional de Entre Ríos. ISSN 2250-4559. Eva Perón 24; 3260 FIB Concepción del Uruguay, Entre Ríos, Argentina. Tel: 54-03442-421558/421530, http://www.revistacdyt.uner.edu.ar/suplemento/

PID 2098

Evaluación agrohidrológica de represas para riego en Entre Ríos

Díaz, E.; Duarte, O.; Zamanillo, E.; Villanova, G., Valenti, R., Boschetti, G., Chajud, A., Romero, C., San Miguel, S., Alvez, C., Losco, F., Rothman, M., Spahn, E.; Casermeiro, J.; Quindt, E.; Ruiz, H.

Autores: Facultad de Ciencias Agropecuarias, Universidad Nacional de Entre Ríos (UNER). Contacto: [email protected]

Resumen La producción arrocera ocupa el primer lugar en el aporte de PBI de Entre Ríos. El costo del riego a partir de perforaciones significa aproximadamente el 25 % del costo de implantación del cultivo, versus una cuarta parte a partir de embalses de retención y almacenamiento. En el norte de la Provincia de Entre Ríos el reemplazo de áreas de bosque nativo por la agricultura ha tenido un fuerte incremento en los últimos años (Casermeiro et al, 2001), la mayoría de la superficie desmontada pasa a agricultura en secano y a áreas destinadas a inundar para la construcción de represas y sus áreas bajo riego. Desde 1980 se ha comenzado la construcción de represas para almacenar los excedentes de escorrentía superficial.. El uso del agua superficial garantizaría la sustentabilidad de los sistemas acuíferos de la Provincia, y permitiría un adecuado crecimiento del área irrigada basado en recursos hídricos superficiales. Se desarrollará en una base cartográfica el relevamiento de la red de drenaje superficial, señalizando los lugares más aptos para la implantación de obras de captación. El uso de esta información permitirá producir un GIS que será volcado a bases cartográficas convencionales para el uso de los productores y/o asesores técnicos. Palabras clave: Represas - Riego - Sistema de Información Geográfica - Arroz. I. Introducción Se pretendió con este proyecto evaluar el Recurso Hídrico Superficial en el norte de la Provincia de Entre Ríos, donde actualmente existe un desarrollo importante del riego del cultivo de arroz y un creciente cultivo de oleaginosas y cereales. Las proyecciones prevén un incremento del riego complementario en esta área de los cultivos de soja y maíz. Este desarrollo trae aparejada una nueva problemática, que es el escaso conocimiento que se posee de las disponibilidades hídricas superficiales de los cursos de agua temporarios y/o permanentes (volumen, calidad y disponibilidad en el tiempo del agua) y, por ende, de la potencialidad de los Recursos Hídricos Superficiales (volúmenes capaces de almacenar, calidades y superficies máximas a regar en función de la superficie de aporte y del volumen de almacenamiento). Las investigaciones llevadas a cabo se continúan con otras actualmente en ejecución en el ámbito de la Provincia, orientadas al conocimiento de un sistema piloto en el área de la localidad de Los Conquistadores, dentro de una tesis de graduación en el proyecto “Sustentabilidad del cultivo de arroz en la provincia de Entre Ríos” en la zona Norte de la misma, la que se encuentra próxima a finalizar las tareas de campo. II. Hipótesis o justificación Las Hipótesis en la que se basó la presentación del Proyecto son: - En el área de estudio existen Recursos Hídricos Superficiales en condiciones de sustentar el Riego del arroz. - El desconocimiento del Potencial del recurso, su calidad y disponibilidad en el tiempo y espacio, ha limitado el desarrollo del sistema de riego al cultivo del arroz.

DIAZ, E. y otros | Evaluación agrohidrológica de represas…

- El crecimiento del área irrigada a partir de represas se ha aplicado sin un manejo integral a nivel cuenca. - Un adecuado conocimiento del Recurso permitirá un Manejo Racional a los fines de su preservación y la minimización de los impactos ambientales. - El crecimiento del área irrigada se ha basado en una disminución del monte nativo sin evaluar el impacto ambiental del mismo. - Las represas constituyen ambientes propiciadores de sistemas bióticos diferentes, alterando el habitat de las especies autóctonas. III. Objetivos

- Evaluación del Recurso Hídrico Superficial. - Evaluación del uso actual del Recurso Hídrico Superficial. - Monitoreo de sistemas a escala real. - Aplicación de normas de aptitud de aguas para Riego. - Generación de un Sistema de Información Geográfico basado en datos hidrológicos,

geológicos, agroclimáticos y de suelos. - Delimitación de áreas con potencialidad de implantación de represas de

almacenamiento. - Evaluar el potencial del recurso y estimar la superficie máxima sustentable de riego

del cultivo del arroz y de otras alternativas (maíz y soja), mediante herramientas de modelación generadas al efecto.

- Transferir al medio los conocimientos generados.

IV. Metodología 4.1. Recopilación de antecedentes climáticos, geológicos, cartográficos, redes de avenamiento, suelos, cultivos y represas. Esta tarea se desarrollará con visitas y entrevistas a los organismos que dispongan la información antecedente en los aspectos señalados. 4.2. Generar una base cartográfica unificada en escala 1:100.000, en base a la Hojas IGM analizadas y la actualización a partir de las fotografías aéreas a adquirir e imágenes satelitales. La misma se utilizará para volcar toda la información generada. 4.3. Estudios Agroclimáticos del área: Se utilizará las estaciones climáticas EEA Concordia del INTA y la de San José de Feliciano de la DPH de Entre Ríos, y las pluviométricas oficiales y particulares, de manera de poder caracterizar las condiciones climáticas del área. 4.4. Estudios Hidrológicos del área. Se realizará un relevamiento de las represas construidas, proyectadas y en operación. Se delimitarán las superficies de las mismas y las áreas irrigadas para las diferentes campañas. Se determinarán volúmenes de reposición para las obras tipo en función de la superficie de aporte y el área bajo riego. Se realizarán Balances Hídricos Seriados en sitios posibles de emplazamientos y levantamientos topográficos de secciones representativas de los cauces. 4.5. Estudios de Suelos y uso de la tierra: se adaptará la información existente sobre suelos a la base cartográfica escala 1:100.000, publicada por el Plan Mapa de Suelos de la provincia de Entre Ríos. Se recopilará información sobre el efecto del desmonte de la vegetación nativa en el área norte de la Provincia de Entre Ríos 4.6. Implementación de sitios de monitoreo. 4.7. Costos. Evaluación de los costos iniciales de instalación, costos operativos y de mantenimiento, con relación a otras posibles alternativas. 4.8. Aplicación de un Sistema de Información Geográfico. Se volcarán en planillas los datos de lotes relevados en el área en estudio, donde se registrarán las especies arbóreas nativas y los suelos desmontados.

Ciencia, Docencia y Tecnología Suplemento, Vol. 1 | Nº 1 (2011) ISSN 2250-4559

4.9. Desarrollo, implementación y utilización de modelos matemáticos hidrológicos”. Se diseñarán software para la simulación matemática hidrológica de eventos de riesgo hídrico. V. Resultados

V.1. Balance hídrico seriado del Centro Norte de Entre Ríos

Se realizó un Balance Hídrico Seriado, aplicando el modelo de Thornthwaite-Mather, para determinar los períodos de excesos y déficit a escala regional y mensual, a los efectos de evaluar los períodos de generación de escurrimiento superficial, que alimentan a las represas de riego, en el centro norte de la provincia de Entre Ríos.

Se trabajó con las series de datos anuales de precipitación y de temperaturas medias mensuales de la estación meteorológica de San José de Feliciano (1986 – 2006) en la zona arrocera regada por represas. En el análisis de la información, se empleó un software denominado ISBH (2006), para el cálculo de Balance Hídrico, el cual requiere como variables de entrada la Precipitación mensual, la Evapotranspiración mensual y la Capacidad de Campo. Como variable de salida muestra la diferencia entre Precipitación y Evapotranspiración, la Evapotranspiración Real, la Reservas, Excesos y Déficits mensuales.

Los períodos de excesos hídricos son los que generarán las láminas de escurrimiento que alimentarán los volúmenes de las represas, por ello, para realizar el cálculo de Reservas de agua en el suelo, excesos y déficits, se consideraron dos tipos de suelos característicos del área estudiada: Peluderte argiacuólico y Argiacuol vértico. Para establecer el agua útil de estos suelos, se utilizaron valores de Capacidad de Campo y de Punto de Marchitez Permanente evaluados por Grantón (1996).

El agua precipitada es la principal variable de entrada, pero no todo su volumen es

evapotranspirado, sino que puede ser almacenada en el suelo o bien perderse por escurrimiento en forma de lámina una vez superada la capacidad de campo para recargar a las represas de riego.

En el cálculo del balance hídrico, se utilizaron Capacidades de Campo diferentes,

correspondientes a dos los tipos de suelos mencionados, un Peluderte argiacuólico (CC = 173,46 mm), y un Argiacuol vértico (CC = 241,64 mm). El Argiacuol supera en capacidad de almacenamiento al Peluderte en 68,18 mm luego de lluvias abundantes. La evolución de las reservas almacenadas para los dos suelos, puede verse en las figuras 1 y 2.

Figura 1. Evolución de las reservas en un suelo Peluderte argiacuólico.

Excesos y déficits.


El agua almacenada luego de una lluvia abundante es como máximo el valor de Capacidad de Campo, como puede observarse en el quiebre de la curva de reserva en 173,46 mm (Figura 1), y en 241,64 mm (Figura 2). Los excesos de lluvias que no son almacenados son retenidos en la superficie generando anegamiento y encharcamientos, o bien son drenados hacia otras áreas (represas o salida de la cuenca).

La variable exceso se aplica a toda el agua precipitada que sobrepasó la capacidad de reserva del suelo y de evapotranspiración; y por déficit se entiende la lámina de agua necesaria para cubrir los requerimientos de evapotranspiración y reserva del suelo. En las Figuras 1 y 2 se pueden notar los picos de excesos y déficits, pudiéndose observar los períodos de sequía para la serie analizada.

Figura 2. Evolución de las reservas en un suelo Argiacuol vértico,

Excesos y déficits. Los períodos con excesos durante la serie analizada (1986-2006) se presentan en la

Tabla 1.

Peluderte argiacuólico Argiacuol vértico Fecha Excesos (mm) Fecha Exceso (mm)

Abril-Mayo de 1986 246,9 Abril-Mayo de 1986 110,5

Enero de 1988 182,3 Enero de 1988 45,9

Marzo de 1990 32,9 Marzo de 1990 0,0

Abril de 1992 169,8 Abril de 1992 101,7

Enero de 1998 146,4 Enero de 1998 78,3

Marzo de 1998 145,0 Marzo de 1998 76,9

Enero de 2001 52,1 Enero de 2001 0,0

Abril de 2002 71,4 Abril de 2002 0,0

Diciembre de 2002 167,3 Diciembre de 2002 99,2

Marzo de 2003 34,9 Marzo de 2003 0,0

Abril de 2003 130,5 Abril de 2003 62,0

Diciembre de 2006 106,9 Diciembre de 2006 10,0

Tabla 1. Períodos de excesos para suelos Peludertes y Argiacuoles Se deduce de la Tabla ¡, que los suelos Peludertes presentan excesos con mayor

frecuencia que los Argiacuoles, entre los meses de diciembre y mayo, coincidiendo con el ciclo del arroz; lo que daría lugar a un mayor escurrimiento y por ende recarga de los embalses y mayor disponibilidad de agua para riego. En el período analizado se dieron 9 campañas de


arroz con excesos durante el ciclo del cultivo (42,9 % de probabilidad de exceso durante el ciclo del cultivo), aunque con diferente magnitud entre ellas, sobresaliendo la campaña 2002/03 con 3 meses de excesos

En suelos Argiacuoles, los excesos se dieron en 6 campañas del cultivo de arroz con un

28,6 % de probabilidad de exceso durante un mes dentro del ciclo del cultivo. Sobresalieron las sequías de las campañas 1988/89, 1999/00, 1987/88, 1989/90, 1996/97 y 1995/96, ajustándose los valores calculados a la realidad. Estos períodos son indicadores de una sequía prolongada, en que la falta de agua afecta a los almacenamientos de los embalses para riego. Se ha podido concluir del Balance Hídrico Seriado que:

- La simulación realizada mediante el método de balance hídrico seriado utilizado, resultó congruente con lo observado a campo, en los dos tipos de suelos analizados.

- Es importante no solamente conocer la superficie de la cuenca que aporta a la represa, si no también las características edáficas de los suelos predominantes en la misma. Los suelos Peludertes argiacuólicos tendrán mayor escurrimiento y en consecuencia una mayor recarga de agua a la represa que en aquellas donde predominan los suelos Argiacuoles vérticos.

- Represas ubicadas agua abajo de suelos Peludertes argiacuólicos presentan ventajas para el cultivo de arroz, ya que debido a su muy baja permeabilidad, generan un ahorro en el agua de riego necesaria para mantener la lámina de inundación.

V.2. Suelos de las cuencas de las represas estudiadas

De la información relevada en el Atlas de Suelos de la República Argentina (INTA, 1995) surge que existen dos Ordenes de suelos que predominan en las represas estudiadas y las áreas de las cuencas correspondientes: Vertisoles y Molisoles (Tabla 2).

Tabla 2. Clasificación taxonómica, características de drenaje y relieve de los suelos de

las represas estudiadas.

Nombre Represa Clasificación Soil Taxonomy Características Drenaje Relieve

Santa Maria Argiacuol vértico Pobremente drenado Llano

La Clodomiro Argiacuol vértico Pobremente drenado Llano

Don Roque Peludert argiacuólico Imperfectamente drenado Pendientes

Pilecos S.A. Argiacuol vértico Pobremente drenado Llano

Pilecos S.A. Peludert argiacuólico Imperfectamente drenado Pendientes

Pilecos S.A. Peludert argiacuólico Imperfectamente drenado Pendientes

Miraflores Nro. 1 Argiacuol vértico Pobremente drenado Llano

Miraflores Nro. 2 Argiacuol vértico Pobremente drenado Llano

La Colorada S.R.L. Peludert argiacuólico Imperfectamente drenado Pendientes

Cuenca Pilecos S.A. Argiacuol vértico Pobremente drenado Llano

Cuenca Pilecos S.A. Argiacuol vértico Pobremente drenado Llano

Cuenca Pilecos S.A. Peludert argiacuólico Imperfectamente drenado Pendientes



Cuenca Santa Maria Argiacuol vértico Pobremente drenado Llano

Cuenca La Colorada S.R.L. Peludert argiacuólico Imperfectamente drenado Pendientes

Cuenca Miraflores Nro. 2 Argiacuol vértico Pobremente drenado Llano



Cuenca La Clodomira Peludert argiacuólico Imperfectamente drenado Pendientes

Cuenca La Clodomira Argiacuol vértico Pobremente drenado Llano

Cuenca Don Roque Peludert argiacuólico Imperfectamente drenado Pendientes

Cuenca La Concepción Argiacuol vértico Pobremente drenado Llano


Los Vertisoles corresponden a Peludertes argiacuólicos, según la clasificación de Soil

Taxonomy, que incluye los vertisoles con características hidromórficas. Tienen un horizonte argílico con abundantes caras de fricción (slickensides), pero por su contenido de arcilla superior al 30% desde la superficie, son clasificados como vertisoles.

Las características particulares de los suelos de este orden están íntimamente ligadas

al tipo de arcilla (del grupo de la esmectita, de relación 2:1 como la montmorillonita), de gran capacidad de absorción de agua, por lo que presentan gran variación de volumen entre su estado en húmedo y seco (expansión-contracción). Este proceso de desecación y humectación se da en forma despareja con la profundidad, produciendo tensiones internas en el perfil que dan como resultado la formación de caras de fricción (slickensides), movimiento diferencial de la masa del suelo (churning), grietas profundas y el desarrollo del microrrelieve gilgai.

Se encuentran en un relieve de peniplanicie con pendientes entre 1 y 3 % de gradiente, con ligera susceptibilidad a la erosión. Uno de los mayores problemas que tienen estos suelos es el drenaje deficiente, por un lado presentan exceso de agua en el perfil durante los períodos lluviosos (se encharcan solo excepcionalmente) y por otro, déficit después de algún tiempo sin precipitaciones.

Por sus condiciones físicas adversas del subsuelo, las condiciones de drenaje y la

erosión, son bastante problemáticos para cualquier uso. La baja capacidad de infiltración y la fuerte intensidad de las lluvias de verano y otoño, hace que durante esos períodos, gran parte del agua escurra superficialmente, constituyendo un peligro considerable de erosión potencial.

A pesar de estas condiciones adversas para el uso agrícola, resultan apropiados para cultivos que requieren retención de agua superficial, como es el caso del arroz, especialmente en ambientes hidromórficos donde se tienen posibilidades de riego, dadas por el volumen y calidad del acuífero o por el aprovechamiento del agua de arroyos o embalses.

Los Molisoles pertenecen al subgrupo de los Argiacuoles vérticos, que se encuentran en un relieve de peniplanicie muy suavemente ondulada con pendientes no mayores al 1 %, cuya principal limitante es la textura del horizonte subsuperficial, arcillo- limosa. Es decir que se dan condiciones para que el agua permanezca en el perfil después de una lluvia, dado que se conjugan las condiciones del relieve plano con las características internas del suelo que limitan la infiltración, dando como resultado un suelo pobremente drenado con problemas de encharcamiento.

Derivan de aportes recientes de limos eólicos retransportados y mezclados en mayor

grado con los materiales lacustres y palustres (limos calcáreos). Están bien provistos de materia orgánica, con una alta saturación en bases y muy buena provisión de nutrientes. Teniendo en cuenta las características descriptas de los Molisoles, puede afirmarse que en estos suelos no hay problemas de erosión, y por consiguiente las posibilidades de colmatación de la represa son muy bajas.

Mientras que los suelos Vertisoles que rodean a las represas, se encuentran en un

relieve con mayor pendiente, con una textura del epipedón franco-arcillo-limosa, que favorece la pérdida del suelo superficial, fundamentalmente de la fracción coloidal: arcilla y materia orgánica, por efecto del escurrimiento del agua de lluvia. Conclusiones sobre los suelos y su relación con represas

Los suelos óptimos para la realización de represas son los imperfectamente o pobremente drenados, con una textura del horizonte subsuperficial arcillo-limoso o arcilloso, sin problemas de salinidad o alcalinidad. Con estas propiedades se logran tener las condiciones de impermeabilidad necesarias para evitar la pérdida del agua, tanto por infiltración como para lograr una buena estanqueidad en el cuerpo de la presa, aumentando de esta manera la eficiencia de su utilización.


En síntesis, los suelos involucrados en el área de las represas estudiadas en el Proyecto, tienen las características apropiadas para el asentamiento de embalses y el riego del cultivo de arroz dada su escasa infiltración y baja erosionabilidad.

V.3. Calidad físico química del agua de los embalses

Se extrajeron muestras de agua de los embalses durante la época de riego de la campaña 2004/05 y 2005/06, para poder evaluar la recuperación durante los períodos de lluvias. Se han seleccionado las variables más representativas relacionadas al riego y se las comparó con las correspondientes a la campaña del año anterior para cada embalse monitoreado. En la Tabla 3 y Figuras 3, 4 y 5 se presenta una síntesis de los resultados obtenidos.

Analisis de pH

5

5,5

6

6,5

7

7,5

8

8,5

La Colorada

Pileco

Miraflores I

La Concepción

Rincon Santa María

Roque M. Tito

Rincón de los negros

La Clodomira

Miraflores II

pH

Figura 3. Rango de valores del pH en las campañas 2004/05-2005/06

Análisis de CE

0

50

100

150

200

250

300

350

400

La Clodomira

La Colorada

La Concepción

Miraflores I

Miraflores II

Pileco


Rincón Santa María

Roque M Tito

mic

roS

/ cm

Figura 4. Rango de valores de la Conductividad eléctrica (Ce )

en las campañas 2004/05-2005/06


Tabla 3. Valores del HCO-3 en las campañas 2004/05-2005/06 HCO-3 (meq. / l )

Identificación 11/11/04 30/12/04 13/01/05 02/04/05 19/12/05 17/01/06 24/02/06 Media

La Clodomira 1,93 1,986 1,787 1,469 1,68 1,77

La Colorada 1,16 1,390 1,787 1,065 1,469 2,099 1,49 La Concepción 1,16 0,993 0,993 1,191 1,278 1,259 0,840 1,10

Miraflores I 1,93 2,383 1,589 1,589 0,213 1,05 1,47 1,46

Miraflores II 0,96 1,704 1,33

Pileco 0,77 1,390 1,589 1,787 1,278 1,469 1,050 1,33

Rincón de los negros 1,93 2,780 0,894 1,704 1,259 1,679 1,71

Rincón Santa María 0,96 1,191 1,589 0,993 1,491 1,679 1,679 1,37

Roque M Tito 0,77 3,177 3,177 1,589 1,491 2,099 1,259 1,94

Figura 5. Rango de valores de la Relación de Absorción de Sodio (RAS) en las campañas 2004/05-2005/06

La conductividad eléctrica media y el RAS aumentan una vez que se inicia la campaña de riego, condición que se repite en ambos períodos, en la mayoría de los embalses. El año 2004 continuó con una pluviometría mucho menor en relación a sus valores promedios, ocasionando que la mayoría de los embalses continuaran en sus niveles mínimos en los comienzos de la campaña de 2004/05. Esta situación, que se extendió hasta el inicio del mes de febrero de 2005, comenzó a revertirse con las grandes lluvias de otoño que posibilitaron llenar a los mismos, situación que se repite a partir de julio–agosto del 2005. Ambos años monitoreados presentan situaciones extremas por lo que el rango analizado de las variables se presentaría su máxima amplitud.

Las variaciones en algunos de los embalses de esta tendencia se debe a que en los comienzos de campaña se encuentran con niveles hidrométricos superiores, factor dependiente del monto de precipitación de la cuenca, su intensidad y la relación superpie cuenca-volumen y superficie embalsada.

Es práctica usual entre los productores, en estos casos de sequías, utilizar como fuente de provisión de agua alternativa, la proveniente de cursos superficiales cercanos utilizando rebombeos. La otra práctica usual ante los bajos niveles de los embalses es complementar la necesidad de riego con agua proveniente de perforaciones profundas cercanas. Ambos casos modificarían la condición del sistema.

Análisis de RAS

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

La Clodomira

La Colorada

La Concepción

Miraflores I

Miraflores II

Pileco


Rincón Santa María

Roque M Tito

RA

S


V.4. Calidad bacteriológica del agua de los embalses

Para la discusión de los aspectos ligados a la calidad del agua, los reservorios deben ser tratados como un ecosistema compuesto por subsistemas que se integran entre si, entre los cuales podemos distinguir cuencas hidrográficas que incluyen elementos naturales como el clima, precipitaciones, vegetación y actividades humanas que determinan el carácter de las aguas que fluyen al reservorio, su distribución temporal y sus efectos sobre ésta. Las características cuantitativas y cualitativas de los afluentes son determinantes en la calidad del agua del reservorio cuya dinámica dependerá de los subsistemas físicos, químicos y biológicos. Dentro de estos subsistemas podemos mencionar algunos de los factores que la afectan: bajos niveles de oxigeno disuelto, altos niveles de N y P, descomposición de materia orgánica (nitrificación y aumento de amonio, presencia de metales pesados, agrotóxicos e inclusive, contaminación fecal) (Straskraba y Tundisi 2000).

La contaminación fecal trae aparejada la presencia de virus, parásitos y bacterias

patógenas, causante en la mayoría de los casos de enfermedad tanto en seres humanos como en animales, algunas graves y otras que pueden pasar inadvertidas por no presentar sintomatología clínica, pero generando trastornos en la nutrición e interferencias en el normal desarrollo, con la consiguiente disminución en la producción. (Valenti et al, 2006).

Durante los años 2005, 2006 y 2007 se obtuvieron muestras de distintas represas ubicadas en el centro norte de la provincia de Entre Ríos, cuya finalidad principal es su utilización para riego y en particular para el cultivo de arroz, sin desestimar otros usos como los domésticos y recreacionales. Se determinó la carga bacteriana de las aguas mediante el recuento de coliformes totales y fecales, a fin de determinar su grado de contaminación y posibles fluctuaciones en el tiempo, como así también determinar los factores que pueden incidir en sus posibles variaciones. Se preestablecieron puntos de muestreos tanto para los análisis bacteriológicos como para los físico-químicos a efectos de minimizar las posibles variaciones, los cuales no siempre fueron coincidentes debido a los diferentes niveles de altura del espejo de agua (Figura 6).

Las muestras de los embalses se obtuvieron con los recaudos necesarios para análisis bacteriológicos, en cuanto a su recolección, conservación y transporte. La técnica utilizada para las determinaciones fue la del número más probable (NMP) de gérmenes, expresándose los valores por 100 ml. de agua (Figura 7). Es un método estadístico, que utiliza un caldo de cultivo (Mc Conkey), cuyo componente principal es la lactosa, y sus productos de fermentación por acidificación del medio viran el indicador de pH, y el gas generado es atrapado en una campanita Durham.

Figura 6. Embalses monitoreados


Figura 7. Número más probable de coliformes totales en las distintas represas

La importancia de conocer el número más probable de coliformes totales y más aún de

coliformes termotolerantes, nos permite establecer la posible contaminación fecal. En la Figura 8, se observan los valores hallados de coliformes termotolerantes.

Figura 8. Número más probable de coliformes termotolerantes

Se relacionaron los valores hallados con diversos parámetros climáticos a los fines de establecer la incidencia de estos en las fluctuaciones sufridas en el número de bacterias coliformes totales y termotolerantes. En la Tabla 4 se muestran los parámetros climáticos en los periodos muestreados:


Tabla 4. Parámetros climáticos durante el monitoreo

Embalses Fechas

20 –Dic 05 23-Feb-06 14 -Sep-06 24 -Nov-06 Temp. máxima media (º C) 29,7 32.4 24.1 27.6 Nrodías con Temp > a 30º C 16 22 4 9 Lluvia (mm) 237,5 73 41 38.5 Núm. de días con lluvia 7 5 3 6 Nro días con Prp sup. a 3 mm 6 3 1 5 Radiación Neta (MJ/m2 día) 16 15.4 13.2 17.8 Fotoperíodo (horas) 14.1 13.1 11.9 13.5

Las variables climáticas como: fotoperíodo, radiación neta, heliofanía, que inciden en el número de la población microbiana, Trento et al. (2002), no tienen efectos similares en las variaciones en el numero de microorganismos en las diferentes represas. Además se tuvieron en cuenta Superficies Embalsadas y Cuencas y su incidencia en el contenido bacteriano, (Figura 9).

0 1 0 0 0 2 0 0 0 3 0 0 0 4 0 0 0 5 0 0 0 6 0 0 0

S u p e r f ic ie ( h a . )

S a n ta M a r ia

L a C lo d o m ir a

D o n R o q u e

P ile c o s S .A .

M ir a f lo r e s N r o . 1

M ir a f lo r e s N r o . 2

L a C o lo r a d a

L a C o n c e p c ió n

S u p e r f ic ie s E m b a ls e s - C u e n c a s

S u p E m b a l s e S u p C u e n c a

Figura 9. Representación de las superficies de los embalses y sus cuencas

De los datos hallados se realizaron comparaciones entre los muestreos, observándose en los casos de la represa La Concepción y Pileco, en donde existen diferencias extremas en sus superficies embalse-cuenca, un comportamiento opuesto, teniendo el embalse Pileco, un número más probable mayor de coliformes totales y termotolerantes (fecales) en el período de fenómeno pluviométrico de mayor cuantía. Esto se explica por la importancia de la cuenca y por los efectos de lavado. El arrastre del agua de escurrimiento aportaría residuos de materia orgánica y/o restos vegetales, conjuntamente con un número importante de microorganismos que se encuentran en el suelo y en el aire naturalmente y/o por actividades humanas y pecuarias.

El efecto pluviométrico en las demás represas produciría un efecto diluyente al caer

directamente sobre el espejo de agua, no aportando significativamente el producto de lavado de las cuencas debido a sus tamaños. A su vez la cantidad de días con temperaturas máximas medias a 30º C en el mes de noviembre de 2006, y con escaso aporte pluviométrico, tendría un mayor efecto de calentamiento en masas de agua de menor cuantía (La Concepción), que colaboraría con la duplicación poblacional de microorganismos. No se encuentran datos en la bibliografía que establezcan valores de referencia para aguas provenientes de represas, para riego y/o actividades agrícola-ganaderas. El Código Alimentario Argentino establece para agua potable en el artículo 982 el número más probable de bacterias coniformes, NMP, a 37 ºC. Incubación: 48h (caldo Mac Conkey o caldo lauril sulfato), menor o igual a 3 en 100 ml de agua.


Del análisis bacteriológico realizado en las aguas de represas en la provincia de Entre Ríos se observa que a pesar de haber diferencias entre los valores hallados en los distintos muestreos los mismos se hallan dentro de los parámetros de calidad de aguas para riego de represas pero presentan limitaciones para agua potable y uso recreativo, en cuanto a su contenido bacteriano. Finalmente, debe señalarse que cada represa se comporta como un micro ecosistema diferente independientemente de los factores climáticos.

V.5. Sistema de información geográfica

Con el Sistema de Información Geográfica (SIG), se han obtenido valores que permiten establecer relaciones que caracterizan a los embalses como: extensión de la red de drenaje superficial, ubicación de la red pluviométrica, principales vertientes, cuencas y subcuencas hidrográficas, mapa de suelos, división política distrital, localidades, vías de acceso, lotes con cultivo de arroz de las últimas cuatro campañas y sus respectivas áreas, curvas de nivel del IGM.

Se ha digitalizado un número de 63 represas con sus respectivas bases de datos

vinculadas en proceso de carga de datos, incluyendo valores de longitud y volumen de terraplén, áreas de riego, superficie, volumen y calidad físico-química del embalse.

Se completará la base de datos de las represas incluyendo características físico-químicas, bacteriológicas e hidrológicas de las mismas. Como ejemplo se muestra en la Figura 10 una representación del mapa de represas digitalizadas.

Figura 10. Vista de las represas digitalizadas con fondo de la imagen satelital de

la zona V.6. Desarrollo y aplicación SIMHUNER

Para la planificación del uso sustentable de los recursos hídricos superficiales de una

región resulta de fundamental importancia el conocimiento de los volúmenes aportados por los cursos de agua, en lapsos suficientemente largos para que tengan validez los cálculos y estimaciones estadísticas.

El desconocimiento del potencial del recurso, su calidad y disponibilidad limita el

avance del sistema productivo y aumenta la incertidumbre sobre las inversiones en infraestructura tanto en el ámbito público como privado. En nuestro país las series disponibles de caudales líquidos medidos en los distintos cursos de agua son francamente exiguas si se las compara con las de precipitación en sus cuencas. La extensión de series de caudales líquidos de cursos de agua, a partir de series de precipitación más extensas, aparece entonces, como un requerimiento necesario para el desarrollo del aprovechamiento de los recursos hídricos.


En los organismos públicos y privados relacionados con los recursos hídricos no siempre son utilizados modelos lluvia-escorrentía para extender series de caudales, debido generalmente, a que no tienen buena documentación en español o el personal profesional involucrado no ha recibido entrenamiento adecuado.

Uno de los objetivos principales del desarrollo de un modelo de simulación hidrológica

es contribuir a una mejor evaluación de la disponibilidad del Recurso Hídrico Superficial de la provincia de Entre Ríos en áreas donde existe un crecimiento importante del riego del cultivo de arroz, como así también de oleaginosas y cereales.

Este trabajo presenta la síntesis del desarrollo e implementación del modelo

SIMHUNER que es un modelo matemático hidrológico concentrado de simulación continua orientado a extender series de caudales semanales a partir de la precipitación media diaria observada sobre una cuenca.

V.6.1. Modelo Hidrológico de Simulación SIMHUNER

El modelo de transformación lluvia-caudal que se implementó se basa en un esquema

conceptual que representa los almacenamientos en la cuenca a través de tres reservorios: superficial, de humedad de suelo o subsuperficial y subterráneo (Zamanillo et al, 1991).

Las salidas de agua de la cuenca ocurren por la evaporación directa de la lluvia, por la

evaporación o evapotranspiración de los reservorios superficial, de humedad de suelo y subterráneo y por el escurrimiento efluente de la cuenca constituido por los escurrimientos superficial, subsuperficial y subterráneo.

Los datos de entrada al modelo son la precipitación diaria y la evapotranspiración

potencial diaria, semanal o mensual. Si no se dispone de lecturas de evapotranspiración, ésta puede estimarse ingresando temperaturas medias diarias, semanales o mensuales. En la Figura 11 se presenta el esquema conceptual del modelo.

Inicialmente, la precipitación alimenta la evapotranspiración potencial hasta ser anulada

o hasta satisfacerla. Si la precipitación es anulada por la evapotranspiración, la cuenca se encuentra en fase de recesión, en caso contrario, se halla en fase de recarga y de posible generación de escurrimiento.

Durante la fase de recesión, la demanda de evapotranspiración potencial que no fue

satisfecha por la precipitación, se satisface inicialmente por el reservorio superficial y, de no ser suficiente, la demanda remanente se satisface total o parcialmente del reservorio de humedad de suelo. Si aún existe evapotranspiración residual, el modelo posibilita su satisfacción en forma parcial por el reservorio subterráneo. Del reservorio de humedad de suelo existe percolación hacia el reservorio subterráneo. Por las salidas de los reservorios de humedad de suelo y subterráneo se genera el escurrimiento base.


Figura 11. Esquema conceptual

En la fase de recarga la precipitación remanente de la evapotranspiración potencial satisface en primer término el déficit del reservorio superficial hasta que este alcance su altura máxima. Del agua que llega al suelo una parte infiltra y otra genera escurrimiento superficial. Parte del agua infiltrada entra al reservorio de humedad de suelo y desde allí percola hacia el reservorio subterráneo. Cuando este alcanza su capacidad máxima, el excedente genera escurrimiento superficial adicional. Al igual que en la fase de recesión, la secuencia final corresponde al agotamiento de los reservorios de humedad de suelo y subterráneo que producen el escurrimiento base.

El modelo compara la precipitación con la evapotranspiración potencial (ETP). Como se

mencionó anteriormente si la precipitación supera la ETP, se está en fase de recarga; en caso contrario se ingresa en fase de recesión (San Miguel et al, 2005).

En fase de recarga, la ETP se satisface de la precipitación. La evapotranspiración real coincide con la potencial, por lo tanto, no existirá evapotranspiración en el reservorio superficial ni en el reservorio de humedad de suelo. En la fase de recesión, la demanda de evapotranspiración remanente se satisface en el reservorio superficial hasta agotarlo; luego, del reservorio de humedad de suelo y, de ser necesario, del reservorio subterráneo.

El modelo hidrológico de simulación fue implementado en Visual Fox-Pro para Windows. La estructura del sistema SIMHUNER se divide en tres grandes partes (San Miguel et al, 2005):

• Administración de Proyectos: permite administrar datos de distintos cursos de agua, de manera simple y eficiente.

• Operaciones: Permite calibrar el modelo (ajustar parámetros y verificar la validez de los mismos) y extender series de caudal.

• Ayuda: Permite acceder a descripciones de los diferentes temas con distintas opciones de navegación.

Para poder utilizar la operación de Ajuste de parámetros para un proyecto determinado, el mismo debe contar con datos de precipitaciones, evapotranspiración y caudales observados. Con el objeto de validar el modelo desarrollado, se adoptó la cuenca superior del río Gualeguaychú. La cuenca alta del río Gualeguaychú se ubica en la zona centro-este de la Provincia de Entre Ríos. Tiene una superficie de 470,3 km2 y presenta orientación general Norte-Sur. Su curso principal se extiende desde sus nacientes hasta su intersección con el


puente de la Ruta Nacional Nº 130. En general la cuenca muestra suelos con muy baja capacidad de infiltración, lo que unido a su geomorfología y al buen régimen de lluvias (más de 1000 mm. anuales), origina períodos con altos volúmenes de escorrentía superficial seguidos de otros muy escasos, que se tornan casi nulos en épocas de estiaje prolongado (Lenzi, 2003).

Se adoptó el período de registros continuos de caudal comprendido entre el 16/10/2002 y el 23/11/2004 para el ajuste de parámetros. Para la verificación, se consideraron dos etapas, una desde el 10/10/2001 al 15/10/2002 donde existen también registros continuos de caudal (VRCont) y la otra desde el 05/01/1994 al 09/10/2001, sin registros continuos de caudal (Verificación con registros discretos: VRD1, VRD2, VRD3 y VRD4).

La Tabla 5 muestra, para cada período de simulación (ajuste y verificación), la precipitación total (P), el escurrimiento observado (Qo), el escurrimiento calculado (Qc), los coeficientes de escurrimiento observado y calculado (Qo/P y Qc/P, respectivamente), el porcentaje de aumento o disminución del caudal calculado respecto del observado, diferencias de escurrimiento (Dif. Esc.), y el coeficiente de determinación R2 obtenido en cada período. La Figura 12 permite ver gráficamente el contraste entre caudales calculados y observados en el período de ajuste, mientras que la Figura 13, muestra el mismo contraste en el período de verificación con registros continuos de caudal.

En las verificaciones correspondientes a la etapa con registros de caudal discretos, los períodos VRD1 y VRD3 presentan resultados calculados muy diferentes de los observados. En estos casos (VRD1 y VRD3) el análisis de resultados permite afirmar que los caudales observados presentan errores sistemáticos (error de lectura por exceso en los estiajes indicando un escurrimiento de base mayor a las respuestas observadas en los demás períodos además de la pérdida de algunos picos).

Los períodos VRD2 y VRD4 manifiestan un buen ajuste entre caudales calculados y

observados con diferencias de escurrimientos que varían entre ± 5%. Estos períodos carecen de errores sistemáticos de observación. Existen errores puntuales de falta de registro de algunos picos, debido a que las lecturas se efectuaban una sola vez en el día y a que la cuenca presenta un tiempo de concentración pequeño.

Período P(mm) Qo(mm) Qc(mm) Qo/P Qc/P Dif. Esc. R2

Observaciones

16/10/2002 - 23/11/2004 2531 844 843 0,33 0,33 -0,12% 0,95 Ajuste

10/10/2001 - 15/10/2002 1480 622 619 0,42 0,42 -0,48% 0,92 VRCont

05/01/94-06/12/95 2191 241 390 0,11 0,18 61,83% 0,68 VRD1

13/12/95-07/01/98 2555 349 362 0,14 0,14 3,72% 0,79 VRD2

14/01/98-01/09/99 1841 700 494 0,38 0,27 -29,43% 0,56 VRD3

08/09/99-03/10/01 3190 1146 1095 0,36 0,34 -4,45% 0,81 VRD4

Tabla 5. Comparación de caudales, coeficientes de escurrimiento y valor de R 2 en los períodos de ajuste y verificación


Figura 12. Contraste de caudales en el período de ajuste

Figura 13. Contraste de caudales en el período de verificación

Con el modelo calibrado y verificado, se generó para la cuenca de estudio, la serie de caudales correspondiente al período 01/06/1983 – 04/01/1994. La Tabla 6 informa los resultados obtenidos en la extensión. Se presentan los totales en mm. correspondientes a precipitaciones, caudal calculado, evapotranspiración potencial y evapotranspiración real calculada.

Del análisis de la aplicación completa, se puede afirmar que el modelo no presenta incoherencias en sus respuestas. En años con lluvias menores a 1250 mm, el coeficiente de escurrimiento varía entre 0.05 y 0.23, mientras que para precipitaciones superiores a 1250 mm anuales, los coeficientes de escurrimiento varían entre 0.25 y 0.46. El coeficiente de escurrimiento es más alto ante precipitaciones de magnitud similar cuando los períodos anteriores presentaron precipitaciones anuales importantes. La Tabla 7 muestra los totales de precipitación, caudales calculados y coeficientes de escurrimiento obtenidos en la aplicación completa.

P (mm)

Qc (mm)

Evppot (mm)

Evptot (mm)

12255 2646 10011 9339

Tabla 6. Resultados generados en la extensión de series de caudal


Período 06/83 al 01/94

Período P (mm) Qc (mm) Qc/P 2do. sem. 1983 536 100 0,19

1984 1510 506 0,34

1985 990 112 0,11

1986 1339 378 0,28

1987 1049 101 0,10

1988 1074 157 0,15

1989 823 44 0,05

1990 1536 387 0,25

1991 1214 274 0,23

1992 897 111 0,12

1993 1448 378 0,26

1994 1038 150 0,14

1995 1161 223 0,19

1996 1184 182 0,15

1997 1233 132 0,11

1998 1376 424 0,31

1999 703 135 0,19

2000 1925 625 0,32

2001 1532 628 0,41

2002 2007 914 0,46

2003 1290 484 0,38

2004 846 104 0,12

Tabla 7. Serie de precipitaciones, caudales calculados y coeficientes

de escurrimiento correspondientes a la aplicación completa

La implementación computacional del modelo SIMHUNER respondió adecuadamente a la problemática que se pretendía resolver. Se logró un sistema de manejo simple, que le brinda al usuario distintas formas de ayuda. Los resultados obtenidos en la aplicación de SIMHUNER a la Cuenca Superior del Río Gualeguaychú, muestran que es una herramienta útil para la extensión de series de caudal a partir de series de precipitación y evaporación observadas.

Un instrumento de gran importancia para la aplicación de SIMHUNER a diferentes cuencas es la rutina de optimización de parámetros incluida en el sistema. Un usuario que conozca el comportamiento general de una cuenca puede establecer con facilidad rangos de viabilidad para los parámetros que intervienen en el modelo o incluso, dejar sin efecto alguno de ellos. Los resultados del modelo dependen en gran medida de la confiabilidad de los datos observados. Es preciso que en cada sector se tome conciencia de la importancia de la recolección y registro sistemático de datos de precipitación, evapotranspiración y caudal a fin de poder aplicar este tipo de metodología.

El modelo hidrológico SIMHUNER posibilita una mejor comprensión del comportamiento de una cuenca; consecuentemente, beneficia la evaluación de la disponibilidad del recurso hídrico superficial y el análisis de riesgo asociado. En este sentido, la serie sintetizada por SIMHUNER en la aplicación a la Cuenca Superior del Río Gualeguaychú, ha sido utilizada por el modelo de análisis de riesgo ARHIUNER, que se presenta en el título siguiente, favoreciendo el análisis de las relaciones entre capacidad de embalse, demanda de riego y probabilidad de falla en la atención de la misma. V.7. Desarrollo y aplicación ARHIUNER

En el diseño de embalses para riego, no se utilizan con habitualidad modelos de simulación que posibiliten realizar análisis de riesgo en la atención de la demanda de riego y


otros usos. Esta carencia de herramientas accesibles y bien documentadas redunda en el uso de técnicas simplificadas que involucran mayores márgenes de error, y que por lo tanto resultan en el sobre (sub) dimensionamiento de los embalses.

Se presenta la síntesis del desarrollo e implementación del modelo ARHIUNER para la simulación de la operación de embalses para riego. El modelo a partir de series de aporte de caudal, evaporación y demandas de riego y medio ambiente, posibilita relacionar la capacidad del embalse con el área sembrada y la probabilidad de falla (riesgo) en la atención de los diversos usos del agua. Para la utilización adecuada de este modelo se requieren series de aporte de caudal con longitud suficiente. Sin embargo, en muchos casos las series históricas disponibles son de una extensión reducida y el período que representan puede abarcar sólo años húmedos o años secos, lo que puede redundar en la adopción de decisiones erróneas en cuanto a la determinación del tamaño necesario del embalse o de la superficie factible de sembrar con un riesgo preestablecido.

Se presenta una aplicación de ARHIUNER a la cuenca superior del Río Gualeguaychú utilizando la serie histórica y una serie sintetizada por el modelo hidrológico SIMHUNER. Se muestra el análisis de sensibilidad y los efectos de utilizar series de distintas extensión en el análisis de riesgo en atención de la demanda de riego.

V.7.1. Simulación de Embalses para Análisis de Riesgo – Sistema ARIHUNER

La determinación de la cota de represamiento y la capacidad de embalse necesaria para satisfacer las necesidades de agua del área a regar, se realiza con base en la estimación de la probabilidad de falla en la atención de la demanda.

Para obtener la referida probabilidad, se utiliza una serie de caudales semanales. Para realizar una correcta administración de los datos, el sistema permite a los usuarios crear proyectos para organizar la información correspondiente a los distintos cursos de agua. Además, para cada proyecto, el usuario puede crear distintos juegos de parámetros. Cada vez que el usuario quiera simular el comportamiento de un embalse debe utilizar algún juego de parámetros. Para esto puede:

• Utilizar un juego de parámetros definido anteriormente para el proyecto actual. Puede seleccionarlo utilizando la opción buscar de la pantalla de simulación.

• Crear un nuevo juego de parámetros, para lo cual debe ingresar el mínimo, la cantidad de intervalos y el paso (amplitud del intervalo) tanto para la capacidad del embalse como para la cantidad total de hectáreas a sembrar, el período de la simulación y porcentaje de hectáreas sembradas por mes para los meses de octubre y febrero.

El sistema permite variar la capacidad de embalse y la superficie bajo riego, de manera de poder realizar análisis de riesgo. El usuario puede especificar el mínimo, la cantidad de intervalos y el paso (amplitud del intervalo) tanto para la capacidad del embalse como para la cantidad total de hectáreas a sembrar. De esta manera, el sistema calcula la probabilidad de falla para cada una de las combinaciones de las distintas capacidades de embalse y totales de hectáreas a sembrar. Como resultado se obtienen distintas curvas de probabilidades de falla y con ellas, los diagramas de análisis de riesgo.

Para facilitar el análisis, el sistema presenta tanto salidas gráficas como tabulares, que representan resúmenes analógicos y numéricos que relacionan las principales variables y parámetros del problema. Entre las salidas gráficas, se pueden seleccionar:

• Diagramas de comportamiento: (Figura 14) permiten observar la evolución del estado del embalse en el tiempo para una capacidad de embalse y superficie de riego


determinada. Permiten detectar claramente los períodos críticos donde ocurren las fallas, como también los períodos en que ocurren excesos no aprovechables que se derraman por vertedero.

•

• Análisis de riesgo: Permiten visualizar la relación existente entre la capacidad de embalse (Vmax), la probabilidad de falla (Pf) y la superficie a sembrar. Este gráfico es especialmente útil para tomar decisiones como: determinación del área de siembra para distintas capacidades de embalse para un riesgo dado, determinación de la capacidad necesaria del embalse a construir, etc. En la Figura 15, se presenta el análisis de riesgo aplicado a la cuenca del río Gualeguaychú donde se puede observar la relación área a sembrar/capacidad de embalse para riesgos de falla del 0%, 2% y 4%.

Figura 14. Diagrama de comportamiento en la cuenca del río Gualeguaychú para un embalse de 15 hm3 y un área a sembrar de 2000 ha

Figura 15. Relación Capacidad de embalse – Área regable – Probabilidad de falla (Pf) (período 1983-2005)


Se aplicó ARHIUNER a efectos evaluar la sensibilidad de los resultados a la longitud de la serie de registros de aporte del curso de agua. Para ello se consideraron tres períodos de simulación de diferente extensión: 2002-2005; 1999-2005; 1983-2005.

Los dos primeros intervalos de simulación cuentan con datos de caudal de aporte observados, mientras que el último, utiliza la serie de caudales de aporte extendida por el modelo SIMHUNER. En todos los escenarios se consideró la distribución en el tiempo del área regable, el rango de valores analizado, determinado en base a la capacidad de represamiento física y a la aptitud de las tierras corresponde a capacidades de embalse que varían entre 10 y 20 hm

3 y a áreas regables entre 1000 y 2000 ha.

La Figura 16 muestra el diagrama de comportamiento para una capacidad de embalse

de 12 hm3 y una superficie a irrigar de 1400 hectáreas para la serie 1983-2005. En ella se

puede apreciar el comportamiento en el período más seco de la serie (1988-1989) y en el período más rico en cuanto a aportes (2001-2002), respectivamente. El período más crítico implicó el vaciamiento del embalse en la campaña 1988-1989, antes de la finalización de la misma y la no recarga para la campaña siguiente.

Una vez ejecutadas las simulaciones y obtenidas las salidas correspondientes a las tres extensiones de registro se compararon los diagramas de riesgo correspondientes a cada una de las probabilidades de falla, a fin de contrastar los resultados obtenidos en períodos de simulación cortos con los obtenidos de la simulación de una serie extensa.

La Figura 17 muestra el contraste en las curvas de probabilidades de falla correspondientes al 0% para las tres extensiones de serie de datos. Si sólo se trabaja con los datos observados del período 2002-2005, se puede concluir que para una probabilidad de falla del 0%, con una capacidad de embalse de 12 hm

3, el área regable es de 1750 ha

aproximadamente. Incluso, considerando la serie 1999-2005, se puede esperar un área regable de 1600 ha; mientras que, con la serie correspondiente al período completo 1983-2005, el área regable se reduce a 1100 ha.

Diagrama de comportamiento del Proyecto: GualeguaychúCapacidad de embalse: 12 Hm3 / Área a regar: 1400 ha

0

10

20

30

40

50

60

70

80

01-Jun-83

28-Dec-83

25-Jul-84

20-Feb-85

18-Sep-85

16-Apr-86

12-Nov-86

10-Jun-87

06-Jan-88

03-Aug-88

01-M

ar-89

27-Sep-89

25-Apr-90

21-Nov-90

19-Jun-91

15-Jan-92

12-Aug-92

10-M

ar-93

06-O

ct-93

04-M

ay-94

30-Nov-94

28-Jun-95

24-Jan-96

21-Aug-96

19-M

ar-97

15-O

ct-97

13-M

ay-98

09-Dec-98

07-Jul-99

02-Feb-00

30-Aug-00

28-M

ar-01

24-O

ct-01

22-M

ay-02

18-Dec-02

16-Jul-03

11-Feb-04

08-Sep-04

Est

ad

o y

ve

rte

der

o (

Hm

3)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

Ap

ort

es

(Hm

3)

Estado del embalse

Vertedero

Aporte

Figura 16. Diagrama de comportamiento serie 1983-2005


Figura 17. Contraste en diagrama de riesgo correspondiente a probabilidad

de falla del 0%

Para las probabilidades de falla del 2% y del 4%, el comportamiento de las series 1999-2005 y 2002-2005, conducen a resultados muy similares. Si se considera una capacidad de embalse de 12 hm

3, se obtiene un área regable de aproximadamente 1800 ha, para la primera

probabilidad de falla y de 1950 ha, para la segunda. Por otro lado, si se analiza la misma situación en la serie 1983-2005, el área regable se reduce a 1400 ha y 1650 ha, respectivamente. Si se pretende una probabilidad de falla del 0 % y se trabaja con la serie más corta, con un embalse de 12 hm

3 de capacidad, se considera factible sembrar 1750 ha. Pero,

cuando se busca esta superficie de cultivo en la serie extensa, se puede observar que la probabilidad de falla es superior al 4% y, que si se pretenden sembrar las 1750 ha, se debería contar con una capacidad de embalse de 20 hm

3. Este análisis pone en evidencia la necesidad

de contar con series extensas para minimizar los riesgos en el dimensionamiento de embalses para riego o en la determinación del área a sembrar.

Se efectuaron también simulaciones con los mismos parámetros pero, en una primera instancia considerando los datos de precipitación como variable de atención de la demanda, y, en una segunda instancia, se incorporó además la evaporación en el embalse. Se llevaron a cabo los contrastes para distintas probabilidades de falla entre las simulaciones sin tener en cuenta precipitación ni evaporación, considerando sólo la precipitación y considerando tanto precipitación como evaporación. Sin embargo, cuando a estos datos se introduce la evaporación, las estimaciones para probabilidades de falla del 2% o superiores, son prácticamente coincidentes con las estimaciones producidas en simulaciones que no consideran ni precipitación ni evaporación. Sólo, para probabilidades de falla inferiores, la incorporación de estos datos en la simulación del embalse, conduce a una estimación del área regable de aproximadamente 100 ha por debajo, frente a las estimaciones obtenidas en simulaciones que no consideran ninguno de los datos antes mencionados.

En síntesis, el sistema de simulación de operación de embalses ARHIUNER permite relacionar, la capacidad de cada embalse con la demanda de riego y la probabilidad de falla en la atención de la demanda. Posibilita la detección clara de períodos críticos donde ocurren las fallas y aquellos, donde se producen excesos no aprovechables que se derraman por vertedero utilizando diagramas de comportamiento o analizando los valores en salidas tabulares.

El análisis de los resultados obtenidos en el diseño experimental aplicado a la cuenca superior del Río Gualeguaychú evidencia la importancia de la utilización de series extensas de caudal. Esta situación se pone de manifiesto en los riesgos, fundamentalmente económicos, que se corren cuando el análisis de probabilidades de falla en atención de la demanda se lleva a cabo con registros de corta extensión. Por otro lado, se puede afirmar que, en términos prácticos, la simulación de embalses considerando precipitación y evaporación, conduce a


estimaciones de riesgo similares a las obtenidas sin tener en cuenta estas variables. Sin embargo, si se pretende una probabilidad de falla del 0 % es conveniente tenerlos en cuenta.

V.8. Uso de la tierra, su evolución y la relación con el riego de arroz a partir de represas

Los objetivos fueron determinar el área total regada con agua de represas, y analizar la sustitución del bosque nativo por el cultivo de arroz, en los Departamentos del Norte de Entre Ríos.

En Entre Ríos, el avance sostenido de las actividades agrícolas y ganaderas que

cubren áreas antes ocupadas por bosques da como resultado una disminución permanente de la superficie de bosques nativos. En los últimos años este proceso de desmonte se ha incrementado debido a la ocupación de nuevos espacios, especialmente con el cultivo de soja. Actualmente en la zona se desarrollan tanto actividades agrícolas (arroz, soja), como ganaderas.

El norte de Entre Ríos fue considerado por varios años como marginal y destinado

básicamente a actividades agropecuarias de baja rentabilidad, con mínimos niveles tecnológicos aplicados. Esta situación ha conducido al deficiente desarrollo socioeconómico que la caracteriza (Wilson y Sabattini, 2001).

El paulatino cambio, con tasa negativa, en la superficie ocupada con bosque nativo, es

evidente, pero no se dispone de evaluaciones periódicas que lo confirmen. Las cifras sobre área ocupada con bosque nativo varían también entre distintas fuentes, de tal manera que los responsables de planificar acciones y poner en práctica políticas, tienen incertidumbre sobre la magnitud de los cambios reales que están ocurriendo.

Para realizar el análisis multitemporal de imágenes satelitales se han utilizado

imágenes del Landsat 5 y 7 (NASA), en sus órbitas 225 y 226, filas 81,82 las cuales cubren prácticamente toda el área arrocera al centro-norte de la Provincia de Entre Ríos, desde la campaña arrocera 2000/01 a la 2006/07, Tabla 8.

Las imágenes fueron georreferenciadas en Gauss Krugger Faja 5, utilizando la

cartografía del Instituto Geográfico Militar (IGM), cartas en escala 1:50.000 y 1:100.000, de la provincia de Entre Ríos.

Se empleó la información de la distribución según obtención de agua para riego en las distintas campañas arroceras, (Tabla 9), tomado de Carñel et al. (2006), los datos de la campaña 2006/07 a partir de Carñel (comunicación personal).

Tabla 8. Imágenes Landsat 5 y 7 del área relevada

Path (orbita-fila) Departamentos que integra total o parcialmente

225-081 Federación, Feliciano, Concordia, Federal

225-082 Concordia, Federal

226-081 La Paz, Feliciano, Federal

226-082 Villaguay, Federal

Tabla 9. Superficie de arroz irrigada con las distintas fuentes de agua Campaña Origen

Fuente de agua Superficie

(ha) Porcentaje

(%)

2000/01 Represa 14.722 23,4

Superficial 3.368 5,3

Subterránea 44.736 71,2

2001/02

Represa 11.980 29,2




2002/03

Represa 16.287 32,7



2003/04

Represa 19.590 32.9

Superficial 8.662 14.6

Subterránea 31.236 52.5

2004/05

Represa 9.708 16.1



2005/06

Represa 17.270 25.7



2006/07

Represa 19.601 30.5



Se digitalizaron los lotes ocupados con arroz en las distintas campañas para determinar

el área total y por Departamento, ocupada con arroz. Se obtuvieron mapas temáticos que representan la ocupación del bosque en sus distintas categorías, las represas y los lotes ocupados por arroz, (Figura 18).

La Tabla10 muestra la comparación del área de vegetación natural obtenida en 2003

en cada Departamento, vs. datos oficiales de 1995 (Romero y Zufiaurre, 2006). En los departamentos analizados, la pérdida neta entre las dos fechas consideradas

asciende a 435480 ha, con un 29.37 % de pérdida de superficie de monte natural. Asumiendo los datos de la máxima superficie irrigada en la campaña 2006/07 de 19.601 ha, y de acuerdo al área de rotación del cultivo de arroz desde la campaña 2000-01 hasta 2006-07 y por Departamento (Tabla 11) se puede concluir que la superficie involucrada en la producción arrocera es de 46.656 ha, a las que habría que adicionar el área ocupada por las represas de riego, que suman 9.413 ha (Carñel et al 2006).

Figura 18: Uso de la tierra en el Departamento Feliciano

Bosque Natural Cerrado

Bosque Natural Abierto

Selva En Galería

Bosque Natural Alterado

Cultivos Extensivos

Tierras Agropecuarias

Departamento Feliciano


Es por ello que el impacto sobre la evolución del monte nativo en los departamentos analizados es como máximo de 56.069 ha, lo que significaría un 12.87 % sobre el total de las 435.480 ha desmontadas.

Tabla 10. Evolución del monte natural en el área investigada. Situación año 1995 y 2003

Departamento Monte natural 2003

(has) Monte natural 1995

(has) Diferencias

(has) Variación

(%) Concordia 18263. 36326. -18062. -49.72

Federación 36559. 118004. -81444. -69.02

Federal 335950. 354238. -18287. -5.16

Feliciano 171187. 253118. -81930. -32.37

La Paz 270038. 377037. -106998. -28.38

Villaguay 215164. 343918. -128753. -37.44

Totales 1047161. 1482641. -435480. -29.37

Tabla 11. Área de rotación del cultivo de arroz. Campañas 2000-01 a 2006-07.

Departamento Rotación con arroz

(ha) Concordia 2091.30

Federación 22785.23

Federal 9469.92

Feliciano 11912.81

La Paz 209.33

Totales 46656.28

En definitiva se ha podido cuantificar la disminución del monte nativo en el área de los Departamentos de la Provincia de Entre Ríos, en los que durante la década del 90 se incrementó el área de riego de arroz bajo represas. La disminución del área en el período analizado ha sido de 435.480 has, con una variación porcentual del 29.37 % del monte nativo. Se ha implementado un SIG del uso de la tierra en los departamentos, que permitió establecer que las tierras bajo producción agropecuaria representan la mayor superficie. Se ha evaluado la rotación del cultivo de arroz en el área irrigada por represas, significando una superficie total bajo dicho cultivo en el período evaluado de 46.256 ha. Las superficies ocupadas por los embalses representan 9.413 ha. adicionales inundadas, que en su mayoría están asociadas a las áreas tradicionalmente ocupadas por la Selva en Galería. Se puede concluir que el impacto relativo de la actividad arrocera sobre la disminución del monte nativo en el área estudiada es menor al 13 %, debido a las condiciones naturales del sistema previo a la implantación de las obras de riego y las áreas bajo producción.

VI. Conclusiones generales

Se implementaron sitios de monitoreo, para lo cual se seleccionaron nueve presas que durante el desarrollo del proyecto fueron evaluadas hidráulica e hidrológicamente y su calidad físico química y bacteriológica. Para resolver el problema de medición se propuso y se llevó adelante la simulación matemática de la respuesta del sistema frente a diferentes precipitaciones, estimándose los riesgos hídricos producto de la variabilidad climática.

Por otro lado, en el norte de la Provincia de Entre Ríos el reemplazo de áreas de bosques nativos por la agricultura había tenido un fuerte incremento, pasando la mayoría de la superficie desmontada a ser ocupada por agricultura en secano y a superficies destinadas a inundar, para la construcción de represas y sus respectivas áreas bajo riego. Las primeras


obras de este tipo, destinadas a riego comenzaron a mediados de la década del 80 y se desarrollaron para almacenar los excedentes de escorrentía superficial. Son de destacar las ubicadas en el Villaguay Chico con el apoyo del Gobierno de la Provincia de Entre Ríos. En la actualidad existen más de sesenta en operación y varias más en proyecto. Se considera que el uso del agua superficial garantizará la sustentabilidad de los sistemas acuíferos de la Provincia, y permitirá un adecuado crecimiento del área irrigada basado en recursos hídricos superficiales.

Los temas ambientales se plantearon mediante la selección de metodologías de evaluación de Impacto Ambiental para este tipo de obras y la aplicación a un caso concreto. Se desarrolló una base cartográfica del relevamiento de la red de drenaje superficial, determinando los cursos principales, secundarios y tributarios de menor orden, indicando las obras construidas sobre captación y almacenamiento de agua superficial con destino a riego.

El uso conjunto de esta información, asociada con los Mapas de Suelos existentes e información inédita, con la información agroclimática de las estaciones de la Dirección de Hidráulica de Entre Ríos y propias del Proyecto, permitió producir un Sistema de Información Geográfico (SIG) en soporte magnético. Bibliografía

INTA. (1995). Atlas de Suelos de la República Argentina. Edición en disco compacto Atlas de Suelos, INTA- SAGPyA-PNUD. Arg. 85/019 -1990. Convenio INTA/Instituto de Suelos AEROTERRA. Bs. As.

Lenzi, L. (2003). “Estimación de la disponibilidad del recurso hídrico superficial con destino a riego en una cuenca del centro-este de Entre Ríos”. Informe final. Inédito

Grantón, M. (1996). “Puesta a Punto del equipo de placa y olla a presión modelo Richards para determinación del agua aprovechable por los cultivos en suelos de Entre Ríos”. Tesis de Graduación. FCA – UNER. Inédita.

Plan Mapa de Suelos (1990). “Carta de Suelos de la República Argentina. Departamento La Paz”. Provincia de Entre Ríos - INTA EEA Paraná.

Romero, E.C. y Zufiaurre, J.L. (2006) “Determinación del área ocupada por bosques nativos en la Provincia de Entre Ríos mediante la aplicación de herramientas SIG”. Bases para la conservación de suelos y aguas de la Cuenca del Río Paraná. Editado por A. Paz González – Xunta de Galicia. España. Pp 93:101.

San Miguel, S.; Alvez, C., Zamanillo, E. (2005). “Implementación de un modelo hidrológico de balance diario para simular la transformación lluvia-caudal en áreas irrigadas”. XI Congreso Argentino de Ciencias de la Computación (CACIC 2005). Concordia – Entre Ríos. ISBN 950-698-166-3.

San Miguel, S. (2006). “Modelación hidrológica de represas con destino a riego en la provincia de Entre Ríos”. Tesis Licenciatura en ciencias aplicadas, UTN, 2005.

Straskraba M. Y Tundisi J. G.(2000). Directrices para el manejo de lagos. G. Volumén 9. Manejo de la calidad de agua de Represas. 280 pp.

Trento, A; Alvarez, A; de Abramovich, BL.. & Haye, M. (2002). "Distribución espacialde bacterias coliformes en La Laguna Setubal" Cuadernos del CURIHAM. Vol. 8 N° 1 pp 49-63. UNR Editora.

Valenti, R., Cerana, J. y Wilson. M. G. (2006). “Calidad del agua para riego en áreas arroceras”. En “El Arroz. Su cultivo y sustentabilidad en Entre Ríos”. Vol. I Pag. 169 - 181. Ediciones UNL - EDUNER. Benavidez, R. A. 2006.

Wilson , M.y Sabattini, R. (2001). “Sustentabilidad de los agroecosistemas de montes en Entre Ríos. Revisión critica y modelo conceptual”. Revista Facultad de Agronomía 21 (2): 117-128.

(Zamanillo, E.; Caamaño Nelli, G.; Dasso, C.M. y A. W. Porta (1991). “Modelo matemático hidrológico para extensión de series de caudales”. Instituto Nacional de Ciencias y Técnicas Hídricas. Centro de Investigaciones Hídricas de la región Semiarida asociado al CONICET; Villa Carlos Paz.

Documents

PID 2098 Evaluación agrohidrológica de represas para riego ... · Generar una base cartográfica unificada en escala 1:100.000, en base a la Hojas ... Evapotranspiración Real,