El drenaje subterráneo en el acuífero kárstico del cañón del río Lobos (Soria-Burgos)

Segovia Rosales, Rafael (2008). El drenaje subterráneo en el acuífero kárstico del cañón del río Lobos (Soria-Burgos). Tesis (Doctoral), E.T.S.I. Caminos, Canales y Puertos (UPM).

Descripción

Título: El drenaje subterráneo en el acuífero kárstico del cañón del río Lobos (Soria-Burgos)
Autor/es:
  • Segovia Rosales, Rafael
Director/es:
  • Sanz Pérez, Eugenio
Tipo de Documento: Tesis (Doctoral)
Fecha: 2008
Materias:
Palabras Clave Informales: ACUÍFERO KÁRSTICO; RÍO LOBOS
Escuela: E.T.S.I. Caminos, Canales y Puertos (UPM)
Departamento: Ingeniería y Morfología del Terreno
Licencias Creative Commons: Reconocimiento - Sin obra derivada - No comercial

Texto completo

[img]
Vista Previa
PDF (Document Portable Format) - Se necesita un visor de ficheros PDF, como GSview, Xpdf o Adobe Acrobat Reader
Descargar (21MB) | Vista Previa

Resumen

La presente Tesis Doctoral tiene como principal objetivo el estudio de la recarga natural y la hidrodinámica del acuífero kárstico del Cañón del río Lobos. Este acuífero tiene una superficie aflorante de 164 km2, y unas cuencas periféricas de terrenos menos permeables de 197 km2, que es de donde proceden los ríos alógenos que se infiltran en el karst. El acuífero kárstico está definido por una unidad hidroestratigráfica de calizas del cretácico Superior que tiene 240 m de espesor, la cual se apoya sobre una base impermeable de margas del mismo periodo geológico. La geometría del acuífero es de un sinclinorio de orientación O.NO.-E.SE; y las mencionadas margas forman también sus límites laterales. La circulación del agua subterránea, comprobada con trazadores, va dirigida por el amplio núcleo sinclinal hacia el tramo final del rió Lobos, donde se encuentra el Manantial de la Galiana, principal surgencia del sistema. La velocidad del agua subterránea, obtenida mediante trazadores, varia entre 500 y 3.000 m/d, con la proximidad del Manantial de La Galiana y con el régimen hidrológico. Estas velocidades tan elevadas indican una circulación muy rápida y la presencia de un régimen turbulento en el entorno del Manantial de La Galiana. El Cañón fluviokárstico del río Lobos es el elemento geomorfológico externo más importante del sistema. Es un cañón excavado a lo largo de todo el Cuaternario. Los descensos del nivel de base del rió Lobos y Ucero, reflejados en los distintos niveles de las cuatro terrazas existentes, parece que han condicionado el desarrollo y situación de las simas y cuevas del karst, y que el funcionamiento hidrogeológico se mantuviera semejante a la actualidad. Sin embargo, en periodos pasados más húmedos, el río Lobos, encajado en el núcleo sinclinal, debió adquirir mayor importancia como colector lineal del drenaje subterráneo del karst, y no como en el periodo actual más seco, donde el nivel freático se sitúa por debajo de su cauce durante la mayoría del tiempo y en la mayor parte de su trazado, representando el río Lobos un eje lineal de recarga de las escorrentías superficiales de las cuencas alógenas circundantes. Esta capacidad de recarga, aunque variable con el tiempo según la situación del nivel freático (el cual oscila grandemente), puede alcanzar un valor absoluto superior a 8.000 l/s, que representa una recarga unitaria de 571 l/s / km de cauce. Sólo cuando el río Lobos y sus afluentes superan la capacidad de recarga de su cauce, logrará salir del sistema kárstico por Ucero. En estiaje, y en el tramo final, el nivel freático aflora en pozas y charcas de alto valor ecológico. Durante el año hidrológico 94-95, las descargas subterráneas han supuesto un caudal medio de 2.689 l/s, presentado una variabilidad de 261 %, es decir, bastante acusada. La curva de agotamiento ha tenido la expresión el 17/6/96 de Qt = 160.263 • e- 0’0085 y un volumen hidrodinámico al comienzo del vaciado de V≈ 19 hm3. El balance hidrológico calculado para ese periodo de tiempo, donde el acuífero ha estado en régimen natural, ha dado como resultado una aportación pluviométrica de 109’5 hm3, una recarga natural de 73.6 hm3, una evapotranspiración de 67.7 hm3, siendo prácticamente nulas las extracciones de agua por bombeos, la escorrentía superficial y las transferencias laterales a otros acuíferos; el aumento del almacenamiento de agua en el acuífero ha sido de -5’59 hm3. Se ha estimado unas reservas permanentes de 200 hm3, por lo que la tasa de renovación del acuífero es de 2’5 años, lo que indica que el sistema tiene poca capacidad de regulación. Como se han tenido controlados mediante estaciones de aforo temporales los ríos alógenos, se ha podido diferenciar la recarga autógena de la alógena. Así, en el periodo considerado, la recarga alógena ha supuesto 31’5 hm3 (43.2 % de toda la recarga), y la autógena 42’2 hm3 (53’7 % del total de la recarga). La tasa de la recarga respecto de la precipitación en el acuífero kárstico ha sido del 38.2 %. Se ha estimado de manera tentativa algunos parámetros hidrogeológicos: me = 0’9 – 2’2 %; K = 35 m/día; T= 2000 -3500 m2 día, muy semejante al del acuífero cercano también kárstico de la Fuentona de Muriel. La curva de respuesta de los trazadores sigue una distribución normal; la alta recuperación del trazador constata el escaso poder autodepurador del terreno. Se establece una relación lineal entre la distancia y la dispersión longitudinal, y se concluye que una hipotética contaminación originada por un vertido a distancias medias o lejanas, afectaría a una gran superficie de la zona saturada del acuífero. Mediante el cálculo aproximado de las isocronas, se ha establecido un perímetro de protección de la calidad del agua subterránea, donde todo el acuífero se encuentra en la zona de restricciones máximas, ya que el tiempo de residencia es menor a 50 -60 días. Finalmente, se aproxima en el conocimiento hidrogeológico del acuífero carbonatado jurásico y del acuífero detrítico Wealdense situados en las cuencas periféricas alógenas. Este último acuífero presenta un modelo conceptual de funcionamiento semejante a los de las cuencas sedimentarias, donde las líneas de flujo van dirigidas desde los interfluvios hasta los arroyos, que representan las áreas de descarga. Los recursos subterráneos de estos acuíferos son considerables, pero están parcialmente hipotecados por la mala calidad natural de sus aguas, ya que presentan un alto contenido en Fe, razón por la cual el acuífero del Cañón del río Lobos adquiere mayor importancia como reserva del agua de mejor calidad, y que habrá que preservar de la contaminación. The present PhD Thesis aims mainly at studying the natural recharge and hydrodynamics of the Cañón del río Lobos (the Lobos River Canyon) karstic aquifer. This aquifer has an emerging surface of 164 km2, and peripheral basins of less permeable terrain with an extension of 197 km2, where the allogenic rivers that infiltrate into the karst come from. The karstic aquifer is defined by a hydrostratigraphic unit of limestone from the Upper Cretaceous 240 meters thick, which rests on an impermeable base of marls belonging to the same geologic period. The geometry of the aquifer has the following orientation: W.NW.-E.SE; and the aforementioned marls form its lateral limits too. The circulation of subterranean water, which was verified by tracers, makes its way through the ample syncline nucleus towards the home stretch of the Lobos River, where the Manantial de la Galiana is, being the main upwelling of the system. The speed of this subterranean water, which was obtained by the use of tracers as well, varies from 500 to 3.000 m/d, with respect to the proximity of the Manantial de La Galiana and with respect to the hydrologic regime. The high speeds we find here indicate a very quick circulation as well as the presence of a turbulent regime in the surroundings of the Manantial de La Galiana. The Lobos River fluviokarstic canyon is the most important external geomorphologic element of the system. It is a canyon which has been excavated throughout the whole Quaternary Period. The base level drop of the Lobos River and Ucero reflected in the distinct levels of the four existent terraces seems to have conditioned the development and the situation of the karst chasms and caves, as well as the fact that its hydrogeologic functioning remains similar to that of the present day. However, in wetter periods in the past, the Lobos River, inserted in the synclinal nucleus, must have acquired greater importance as a linear collector of the subterranean drainage of the karst, unlike the present drier period, where the phreatic level is located below a channel most of the time and in the larger part of its course, the Lobos River representing a linear axis that recharges the superficial runoffs of the surrounding allogenic basins. This recharge capacity, albeit variable in the course of time depending on the situation of the phreatic level (which fluctuates a great deal), can reach an absolute value higher than 8.000 l/s, which represents a unitary charge of 571 l/s / km of channel. Only when the Lobos River and its tributaries exceed the recharge capacity of its channel will it be able to get out of the karstic system through Ucero. In the dry season, and in the home stretch, the phreatic level comes to the surface forming deep pools and ponds of great ecologic value. During the ecologic year 94-95, the subterranean discharges have meant an average channel of 2.2423 l/s, presenting a variability of 289 %, that is, quite a noticeable one. The exhaustion curve has had an expression of 17/6/96 of Qt = 160.263 . e (0´0085) and a hydrodynamic volume at the beginning of the emptying of V = 19hm(3). The hydrological balance estimation for that period of time, where the aquifer has been in natural regime, has resulted in a pluviometric contribution of 109´5 hm(3), a natural recharge of 77 hm(3), an evapotranspiration of 64´3 hm(3), being the water extractions by pumping practically nil, and being superficial both the runoff and the lateral transferences to other aquifers. The water storage, for its part, has shown an increase of 5´59 hm(3). Permanent stocks of 200 hm(3) have been estimated, and since the renovation rate of the aquifer is 2´5, that indicates that the system has a low regulation capacity. The allogenic rivers have been controlled by temporary capacity stations, so the autogenic recharge could be distinguished from the allogenic one. Thus, in the considered period, the allogenic recharge has meant a number of 31´5 hm(3) (41´3% of the total recharge), and the autogenic one a number of 42´2 hm(3) (53´7% of the total recharge). The recharge rate with respect to the precipitation on the karstic aquifer has been 41%. Some hydrogeologic parameters have been tentatively estimated: me = 0´9 – 2´2 %; K = 35 m/day; T = 2000 – 3500 m(2)/day, being very similar to that of the nearby aquifer of La Fuentona de Muriel, also karstic. The tracer response curves follow a normal distribution, and the high rate of tracer recovery confirms the slight autopurifying power of the terrain. A linear relation is established between the distance and the longitudinal dispersion, and one reaches the conclusion that a hypothetical pollution originated by a spillage in intermediate or outlying distances would affect a large surface of the saturated zone of the aquifer. By the approximated estimation of the isochrones, a perimeter protection of the quality of subterranean water has been established, where the whole aquifer is in the zone of maximum restrictions, since the residence time is inferior to 50-60 days. Finally, it is close to the hydrogeologic knowledge of the carbonated Jurassic aquifer and to the Wealden detritic aquifer located in allogenic peripheral basins. The latter aquifer presents a conceptual model of functioning similar to those of the sedimentary basins, where the flow lines are headed from the watersheds to the brooks, which represent the discharge areas. The subterranean resources of these aquifers are considerable, but they are partially jeopardized by the bad natural quality of their waters, since they show a high level of Fe, a reason for which the Lobos River canyon aquifer acquires greater importance as a water stock of greater quality, and which should be preserved from pollution.

Más información

ID de Registro: 1137
Identificador DC: http://oa.upm.es/1137/
Identificador OAI: oai:oa.upm.es:1137
Depositado por: Archivo Digital UPM
Depositado el: 24 Nov 2008
Ultima Modificación: 27 Jun 2017 14:18
  • Open Access
  • Open Access
  • Sherpa-Romeo
    Compruebe si la revista anglosajona en la que ha publicado un artículo permite también su publicación en abierto.
  • Dulcinea
    Compruebe si la revista española en la que ha publicado un artículo permite también su publicación en abierto.
  • Recolecta
  • e-ciencia
  • Observatorio I+D+i UPM
  • OpenCourseWare UPM