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Caracterización del funcionamiento hidrológico de la laguna deZóñar (Andalucía, España). Implicaciones de la extracción de

aguas subterráneas en la evolución del nivel de agua.

Characterizing the hydrological regime of Zóñar Lake (Andalusia, Spain). Implications of groundwater abstractionin the evolution of the water level.

Miguel Rodríguez-Rodríguez, Francisco Moral y Manuel Beltrán

Universidad Pablo de Olavide. Carretera de Utrera, km 1, 41013 Sevilla. mrodrod@upo.es; fmormar@upo.es; mbelmir@upo.es

ABSTRACT

This paper reports the characterization of the hydrological functioning in Zóñar lake, located in theprovince of Cordoba, in Southern Spain. The interpretation of morphometric indexes, together with awater budget from 1992 to 2006, enabled us to evaluate the hydrogeological functioning of the systemand the evolution of the lake water level. A simple soil-water budget in the watershed was implementedpreviously to the lake-water budget to estimate both runoff and near-surface groundwater flow (i.e. surplusfrom the soil-water budget). Runoff is produced by inter and intra annual pulses and groundwater flow ischaracterized by its uniformity. Results from the lake-water budget show a good correlation (>90%) aftercalibration with time-series of water level in the lake. The model of the water budget can be thus consideredcalibrated and two possible scenarios of groundwater withdrawal within the basin were analyzed. Finally,we believe that the development of this hydro-morphological methodology can be useful to the assessmentand the future management of this water body and similar ecosystems under a changing semi-arid climate.

Key words: Water resources, numerical simulation, continental wetlands, Cordoba lakes (Spain).

Geogaceta, 48 (2010), 135-138 Fecha de recepción: 15 de febrero de 2010ISSN: 0213-683X Fecha de revisión: 21 de abril de 2010

Fecha de aceptación: 28 de mayo de 2010

Introducción

La laguna de Zóñar se localiza en lacampiña cordobesa, concretamente en elmunicipio de Aguilar de la Frontera (verFig.1). Su cuenca vertiente tiene una su-perficie de 954 ha y el área inundada esde 46 ha. Zóñar es la laguna más profun-da de Andalucía (16,5 m de profundidadmáxima) y recibe aportes hídricos subte-rráneos de manera constante gracias a laexistencia de dos manantiales: el manan-tial de Zóñar y el de Fuente Escobar(Fig. 1). Es una de las pocas lagunas per-manentes de la campiña del sur de Espa-ña (Rodríguez-Rodríguez, 2007). Enépoca de aguas altas se une con la lagu-na Chica, situada a unos 300 m al oeste(Fig. 1).

En este trabajo se ha considerado quelas lagunas de Zóñar y Chica constituyenun único sistema hidrológico. Cuando elsistema lagunas de Zóñar-Chica superalos 16,5 m de profundidad, se produce eldesbordamiento por el extremo occiden-tal, hacia el arroyo de la Humbrera,afluente del río Cabra (Moral et al.,2008).

Fig. 1.- Ortofotografía (arriba) ymapa de altitudes (abajo) de la

cuenca vertiente de las lagunas deZóñar y Chica. *En el mapa gene-ral se representa la localización delas principales lagunas de campiña

andaluzas.

Fig. 1.-Aerial photography (above)and map of altitudes (below) of the

watersheds of Zóñar and Chicalakes* The general map shows thelocation of the main playa-lakes in

Andalusia.

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Hidrogeología

El cultivo de olivar en secano es ma-yoritario, junto con pequeñas parcelas deviñedo. Hay pocas explotaciones quecapten las aguas subterráneas para riego,de forma que se puede considerar que enla actualidad este hidrosistema funcionaen régimen natural. No obstante, deacuerdo con Valero-Garcés et al. (2006),en la década de 1960 los manantiales quenutren a Zóñar fueron desviados para em-pleo humano cerca del núcleo de Aguilarde la Frontera, con el consecuente des-censo en los niveles de agua.

A partir de la década de 1970 el em-pleo de estas fuentes de agua se redujoprogresivamente, deteniéndose completa-mente con la declaración de la lagunacomo Reserva Natural en 1982. Simultá-neamente, los principales pozos cercanosa la laguna se clausuraron. Dada la singu-lar importancia de este humedal, que estáprotegido como Reserva Integral, Reser-va Natural, zona ZEPA y zona RAMSAR,se pretende con este trabajo caracterizarel funcionamiento hídrico del sistemapara, posteriormente, poder modelizar suevolución y simular distintos escenariosde explotación de los recursos hídricos.

Metodología

Se han realizado observaciones decampo de diferentes aspectos relaciona-dos con la geología, el relieve, lahidrología y los usos del suelo en la zonade estudio. Se han inventariado los pun-tos de agua en la cuenca y se han medidoniveles y calidad del agua subterránea.Los límites de la cuenca vertiente super-ficial se han definido inicialmente me-diante el empleo del Modelo Digital delTerreno (MDT) a escala 10 m (Junta deAndalucía, 2005). El funcionamientohídrico se ha estudiado mediante el cál-culo de los distintos componentes del ba-lance hídrico de la laguna. A partir de lasobservaciones en campo y la revisión bi-bliográfica, se ha desarrollado un modeloconceptual del funcionamiento hídrico dela laguna, en el que las entradas sucedenpor precipitación directa sobre el vaso ypor escorrentía superficial, generada en lacuenca vertiente de la laguna, yescorrentía subterránea, que surge por losmanantiales de Zóñar y Escobar. Las sali-das, por su parte, corresponden a la eva-poración directa desde la superficie inun-dada de la laguna y a rebosamientos even-tuales desde la misma.

Se ha dispuesto de una serie muycompleta de datos hidro-meteorológicosmensuales desde el año 1992 hasta 2006:Series de medidas del caudal de los ma-

nantiales, conductividad eléctrica (C.E.)del agua, evaporación en tanque, nivelesde la lámina de agua, precipitación y tem-peratura. La calidad de los datos fue eva-luada mediante su correlación con los ob-tenidos en la estación ubicada en la lagu-na Amarga, próxima a la zona. Losvalores de evaporación mensual registra-dos en la estación de Zóñar fueron com-pletados a partir de los provenientes delos embalses de La Cordobilla yMalpasillo y de la cercana estación«Aguilar-Laguna de Zóñar». Por otra par-te, mediante el empleo de SIG y del MDTde Andalucía y la batimetría de la laguna(Sánchez de la Orden et al., 1992), hasido posible estimar, a partir de los datosmensuales de nivel, el correspondientevolumen de agua almacenado mensual-mente en la laguna.

Así pues, conociendo la variaciónmensual en el volumen de agua almace-nada en la laguna durante los periodossin rebosamiento, las entradas por preci-pitación y las salidas por evaporación,ha sido posible estimar los valores men-suales de entradas por escorrentía nece-sarios para que se cumpla el balancehídrico de la laguna. Este método permi-te la calibración y validación de diver-sos modelos de precipitación-escorrentía, habiéndose empleado eneste caso para calibrar el valor del balan-ce de agua en el suelo en la cuenca de lalaguna (Moral et al., 2008).

Resultados

En la figura 2 se puede apreciar laevolución de la lámina de agua en la la-guna de Zóñar desde 1992 a 2006, asícomo los valores de precipitación men-sual registrada, la escorrentía generada enla cuenca y los caudales aportados por losmanantiales. La precipitación mediaanual es de 507 mm.

La precipitación directa sobre la lagu-na totaliza 0,27 hm3/año. El valor calcu-lado de evaporación desde la laguna es de0,63 hm3/año. El valor de escorrentía cal-culada es de 0,65 hm3/año y el valor de lasaportaciones subterráneas de 0,23 hm3/año (Tabla I). La hidrodinámica de ambosmanantiales, con un desfase de casi dosaños (Fig. 2) entre los mayores episodiosde precipitación y, por tanto, de infiltra-ción y los caudales máximos, pone demanifiesto el carácter relativamente pocopermeable de la mayor parte de los mate-

Tabla I.- Estadísticos básicos de los princi-pales componentes del balance hídrico de la

laguna de Zóñar (dam3/mes) en régimennatural durante el periodo de estudio (1992-2006).* Las salidas por el rebosadero se han

estimado en 3,321 dam3.

Table I.- Basic statistics of the maincomponents of the Zóñar lake water balance

(dam3/month) under natural conditionsduring the study period (1992-2006).

*Overflow outputs have been estimated in3,321 dam3.

Fig. 2.- Evolución de niveles en la laguna de Zóñar. Se representa la aportación mensual demanantiales así como la escorrentía total y la precipitación.

Fig. 2.- Water level evolution in Zóñar lake. The figure also shows the monthly inputs from thesprings, as well as the overall runoff and rainfall values.

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Caracterización del funcionamiento hidrológico de la laguna de Zóñar (Andalucía)

riales que constituyen la cuenca de la la-guna, fundamentalmente margasmiocenas del relleno de la cuenca delGuadalquivir. Intercalados ente estasmargas hay niveles calcareníticos de ma-yor permeabilidad que afloran en la zonasur de la laguna.

En la tabla II se pueden observarlas p r inc ipa les característicasmorfoclimáticas de la laguna de Zóñar ylos estadísticos básicos de dichas caracte-rísticas en las 48 principales lagunas decampiña de Andalucía. Se puede apreciarque la laguna de Zóñar es de las más ex-tensas de Andalucía, si exceptuamos laslagunas de Fuente de Piedra, Medina y ElConde. El valor mediano de extensión decubetas y cuencas en las lagunas de cam-piña andaluza es de 8,1 y 113 ha, respec-tivamente (Tabla II) frente a las 46 y 954ha de la laguna de Zóñar.

La gran profundidad del vaso lacustredetermina un elevado volumen de reser-vas hídricas (que llega hasta 4,4 hm3). Laextensión máxima que podría ocupar lalaguna se ve limitada por la presencia delrebosadero; la relación cuenca/cubeta enesta laguna es de 20,7, bastante superior ala media en el resto de lagunas de campi-ña (12,6). Las aguas son salobres y expe-rimentan variaciones estacionales pocoacusadas, aunque se observa una mayorsalinidad al final de los periodos de se-quía. El valor mediano de salinidad es 1,6g/L y la C.E. varía entre 2,3 y 5 mS/cm(Moral et al. 2008). Los manantiales deZóñar y Escobar drenan, en conjunto, uncaudal medio de 7,5 L/s y sus aguas pre-sentan valores de C.E. de 1,2 y 1 mS/cm,respectivamente. La facies hidroquímicadel agua de la laguna es clorurada sódicay la de los manantiales es mixta.

Discusión

La aplicación de un modelo de fun-cionamiento hídrico para lagunas decampiña, previamente aplicado por losautores a otras lagunas andaluzas (Moralet al., 2008) ha aportado resultados co-herentes, de manera que se entiende quela laguna de Zóñar se ajusta a este mo-delo, teniendo en cuenta las caracterís-ticas particulares � una fracción impor-tante de la escorrentía es de origen sub-terráneo - de este sistema. De no existiraportaciones ocultas a la laguna, lo quees improbable ya que los caudales sonmuy constantes durante el estiaje y nose tiene constancia de que se hayan se-cado nunca, la alimentación subterrá-nea a la laguna constituye en torno al25% de la escorrentía total. Este valor

contrasta con los calculados por otrosautores (ADARO, 1989), que indicanque el flujo subterráneo constituyeaproximadamente el 50% de las aporta-ciones.

Una vez calibrado el modelo de ba-lance hídrico para la laguna de Zóñar � elcoeficiente de correlación R2 entre losvalores medidos y los simulados es de0,93 � se han considerado dos posiblesescenarios de explotación de los recursoshídricos subterráneos futuros en la cuen-ca (Fig. 3). La simulación 1 se ha realiza-do detrayendo del balance hídrico el vo-lumen de aportes subterráneos, es decir,considerando que la fracción deescorrentía subterránea es el 25% de laescorrentía total, se han sustraído losaportes de los manantiales. Este caudalsería equivalente al bombeo necesariopara transformar en regadío 110,6 ha deolivar de la cuenca con una dotación me-

dia de 2.000 m3/ha/año. Se observa en lafigura 3 un descenso paulatino de los ni-veles, que se recuperan tras los episodiosde entrada de escorrentía superficial a lalaguna en diciembre de 1996 y de 1997,así como en la primavera de 2003 y 2004.

La simulación 2 se ha realizadoconsiderando una sustracción de laescorrentía (superficial y subterránea)mayor, concretamente el caudal nece-sario para la transformación en rega-dío de 221,2 ha de olivar de la cuen-ca. En este caso, se observa que la la-guna no llegaría a rebosar durante losperiodos lluviosos. El nivel medio deagua en la laguna sería de 14,3 m y de13, 7 m en las Simulaciones 1 y 2, res-pectivamente, frente a un nivel medioteórico de 15 m. Si bien el descensode la lámina pudiera parecer poco sig-nificativo, implica una reducción im-portante del volumen de agua almace-

Tabla II.- Características morfoclimáticas de Zóñar y valoresestadísticos básicos para dichas características en las 48 principa-

les lagunas de campiña de Andalucía.

Table II.- Morfoclimatic characteristics of Zóñar lake and basicstatistics for those characteristics of the 48 main playa-lakes in

Andalusia.

Fig. 3.- Evolución de niveles simulados en la laguna de Zóñar. La simulación 1 se ha realizadodetrayendo del balance el caudal de los manantiales (almacenamiento dinámico). En la simu-

lación 2 se ha detraído una aportación subterránea del 50%.

Fig. 3.- Evolution of the simulated water levels in Zóñar lake. Simulation 1 has been carried outremoving spring inputs from the water balance (dynamic storage). Simulation 2 considers a 50%

reduction of the groundwater inputs.

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Hidrogeología

nado y, sobre todo, de la superficie deorla de vegetación perilagunar, que severía reducida en torno a 3 ha (Simu-lación 1) y 6 ha (Simulación 2).

Conclusiones

Los resul tados de este t rabajoaportan información acerca del com-portamiento hídrico de la laguna deZóñar. El modelo de funcionamiento,que ha sido validado en otros sistemaslagunares de campiña, se ajusta tam-bién a esta laguna, si bien en este casocon algunas variaciones respecto almodelo general (Fig. 4), fundamental-mente debido a la presencia de mate-riales acuitardos en la cuenca vertien-te (margas y margocalizas) y de ma-yo r pe rmeab i l i dad ( a r enas ycalcarenitas) a muro de los primeros,lo que supone un desfase de casi dosaños entre los episodios de infiltra-ción y los de descarga a partir de losdos manantiales principales. Los re-sultados del modelo numérico indicanque el funcionamiento hídrico en estalaguna está fuertemente condicionadopor pulsos de escorrentía, que condi-cionan ascensos bruscos de lámina deagua en poco tiempo. Los descensosde lámina de agua son graduales, loque indica que las salidas de agua seproducen por evaporación directa y através de un emisario a partir de 16,5m de profundidad. Esto implica un ré-gimen hídrico de descarga: la lagunaconstituye una zona local de descarga

de aguas subterráneas. La gran exten-sión de la cuenca vertiente en relacióncon el área media de inundación y lagran profundidad de la cubeta son losf ac to re s c l aves que de f inen e lhidroperiodo permanente de esta la-guna. Finalmente, habría que destacarque la captación de aguas superficia-les y subterráneas para regadío es, ac-tualmente, poco significativa, pero esconveniente recordar la gran demandapotencial de agua de riego que repre-sentan los olivares de secano y el ries-go que representaría una futura explo-tación intensiva de las aguas subterrá-neas ex i s t en t e s en l o s n ive l e scalcareníticos del Mioceno superior.Por tanto, sería conveniente estable-cer un área de protección hídrica queincluyera la cuenca vertiente de laslagunas Zóñar y Chica y, hacia el no-reste, parte de la cuenca del arroyo li-mítrofe (arroyo de Barriga) donde de-ben ser accesibles a la explotación lasaguas subterráneas de los nivelescalcareníticos. En esta área de protec-ción hídrica propuesta deberían con-trolarse las captaciones de agua sub-terránea, especialmente los sondeosque capten las calcarenitas.

Agradecimientos

Se agradece a la Delegación de Me-dio Ambiente de la provincia de Córdo-ba la información cl imát ica ehidrológica suministrada. Este trabajoestá parcialmente basado en los resulta-

Fig. 4.- Modelo conceptual del funcionamiento hidrológico en la laguna de Zóñar. P = precipitación; ET = evapotranspiración real;E = evaporación y R = rebosadero.

Fig. 4.- Conceptual model of the hydrological functioning of Zóñar lake. P = rainfall; ET = actual evapotranspiration;E = evaporation and R =overflow.

dos de un Convenio (Moral et al. ,2008), financiado por la ConfederaciónHidrográfica del Guadalquivir, y hasido financiado en parte gracias a losProyectos CGL2009 11-384 y RMN-3713.

Referencias

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