Estimación del caudal a partir de la evolución del nivel del agua en un estuario con onda de marea estacionaria

Abstract

Se presenta un método para calcular la descarga de agua dulce en un estuario y el flujo neto intercambiado con el mar a partir de la medición del nivel de la columna de agua en estaciones de monitorización fijas. El mismo surge de la necesidad de obtener datos confiables de las descargas de agua bajo las condiciones morfológicas particulares que condicionan el comportamiento hidrodinámico del estuario de planicie costera del río Quequén Grande (Buenos Aires, Argentina), y en el que la onda de marea en su interior tiene características de onda estacionaria. La técnica se calibra con mediciones directas de caudal obtenidas con un correntómetro acústico Doppler en trabajos de campo durante periodos de lluvias escasas y abundantes. Se encuentra que el caudal intercambiado con el mar es proporcional a la derivada temporal de la altura de la superficie libre, y que la descarga fluvial puede calcularse por medio de la diferencia de altura entre estaciones de medición. Los resultados permiten cuantificar el aporte del río en las temporadas secas y lluviosas, y los flujos generados por ocasionales mareas extraordinarias. El procedimiento propuesto es sencillo de aplicar, no requiere de instrumentos complejos para la medición continua de velocidad y permite aprovechar tanto las redes de monitorización existentes para proporcionar información de los flujos estuarinos en tiempo real como los datos históricos para reconstruir sus cambios con el tiempo.

A method to calculate the freshwater discharge in an estuary and the net exchange flow with the sea measuring the evolution of the water level in fixed monitoring stations is presented. It rises from the need to obtain reliable data of discharges under the particular morphological conditions that determine the hydrodynamic behaviour of the coastal plain Quequén Grande River estuary (Buenos Aires, Argentina), in which the tide behaves as a standing wave. The technique is calibrated with direct measurements of discharges performed with an acoustic Doppler current profiler in field studies during periods of poor and abundant rains. It is found that the exchange of water with the sea is proportional to the time derivative of the height of the free surface, and the fluvial discharge can be estimated from the height difference between monitoring stations. The results make it possible to quantify the river contribution during dry and wet seasons, and the flows generated by occasional and unusual tides. The method proposed is simple, does not require complex instruments to continuously measure velocity, and takes advantage of existing monitoring nets to provide the information of the estuarine flows in real time and of historic files to evaluate the changes produced in the past.