Influencia de la actividad antrópica en la geohidrología de la cuenca del Río Samborombón

Abstract

Las actividades antrópicas como obras viales, las rectificaciones de cauces y canalizaciones, la explotación intensiva y la contaminación de acuíferos en áreas urbanas y rurales pueden producir modificaciones en una cuenca hidrográfica, afectando al funcionamiento geohidrológico natural. En relación a estos cambios producidos por las actividades humanas, el presente trabajo de tesis doctoral tiene como objetivo analizar la influencia de la actividad antrópica en la geohidrología de la cuenca del río Samborombón. Para esto se caracterizó geohidrológicamente a la cuenca del río, considerando el clima de la región, la geología, geomorfología y tipos de suelos así como la dinámica y química del agua superficial y subterránea. Realizada esta tarea, se identificaron sectores puntuales de la cuenca mediante sensoramiento remoto para el estudio en detalle de las diversas modificaciones antrópicas que afectan localmente a la geohidrología de la cuenca. Los resultados obtenidos fueron sintetizados en modelos conceptuales del funcionamiento geohidrológico. La cuenca posee un clima templado húmedo, donde la evapotranspiración supera a la precipitación en los meses de verano, siendo otoño e invierno los periodos de menor déficit hídrico, cuando se produce la recarga en los acuíferos a partir de las precipitaciones, y el excedente hídrico se traduce en inundaciones a nivel de cuenca. Dentro de la cuenca dos ambientes geomorfológicos contrastantes fueron reconocidos. Una llanura continental loéssica que abarca los sectores de cuenca alta y media y una planicie costera hacia el sector de cuenca baja. En la cuenca alta y media, dentro de la llanura continental, el acuífero freático alojado en sedimentos loéssicos y el semiconfinado subyacente contenido en las arenas fluviales son los utilizados por los pobladores para abastecimiento. El acuífero freático recarga de la infiltración directa de las precipitaciones, mientras que el semiconfinado lo hace indirectamente a partir del freático. El flujo subterráneo regional en el acuífero freático posee una dirección noroeste-sudeste descargando hacia la zona de la Bahía Samborombón. Asimismo este acuífero descarga localmente en ríos, arroyos o en áreas deprimidas. Por su parte, el acuífero semiconfinado tiene un flujo hacia sur-sureste, tendiente a descargar hacia la cuenca del río Salado. El agua en el acuífero freático es bicarbonatada-cálcica en las áreas de cabecera, dominando regionalmente las facies bicarbonatadas-sódicas, pasando a clorurada-sódica en las zonas de descarga. Por su parte, el acuífero semiconfinado posee agua de tipo bicarbonatada-sódica. En el ambiente de planicie costera, en la cuenca baja, el principal acuífero para abastecimiento lo constituyen las lentes de agua dulce alojada en cordones conchiles, las que presentan facies de tipo bicarbonata-sódica a cálcica y clorurada-sódica a magnesiana. El agua subterránea en la llanura costera y marisma adyacente a los cordones, se encuentra salinizada y sólo es utilizada para uso ganadero. El agua superficial presenta facies bicarbonatadas-sódicas en los sectores de cabecera a clorurada-sódica en el curso principal, aumentando su salinidad hacia la desembocadura en la Bahía Samborombón. La disolución y precipitación de carbonatos, así como el intercambio catiónico, son los principales procesos que condicionan la química del agua subterránea, en tanto que la disolución y precipitación de carbonatos y la evaporación son los que dominaron en el agua superficial. A nivel regional, se identificaron iones que presentan limitaciones para el consumo de agua según el Código Alimentario Argentino. Entre ellos, se destaca el nitrato y elementos traza como el fluoruro y arsénico, cuyo origen es natural derivado del loess. Los estudios realizados a escala regional no evidencian modificaciones geohidrológicas de importancia. Las actividades antrópicas realizadas en una cuenca principalmente rural no parecen afectar el funcionamiento geohidrológico, sin embargo, a escala de detalle se reconocieron sectores puntuales donde esta afectación adquiere gran importancia. Dentro de las principales conclusiones de la influencia antrópica a escala local en la geohidrología, se identifica la modificación de la geomorfología y la contaminación de acuíferos mediante actividades agropecuarias intensivas y pozos sépticos. La construcción de barrios cerrados y expansión de centros urbanos en la planicie de inundación y tributarios determinan cambios morfológicos importantes que modifican el escurrimiento superficial, poniendo a un gran número de habitantes en riesgo de inundación. Las obras viales soportadas por terraplenes restringen el ancho de la llanura de inundación, afectando al escurrimiento superficial. En contraposición, se observaron numerosos canales y rectificaciones que tienen como fin evacuar excedentes hídricos. Los suelos más fértiles de la cuenca y los acuíferos someros se ven afectados por las actividades mineras extractivas, comprometiendo particularmente en la planicie costera al sustrato del único bosque nativo del área. La agricultura y ganadería intensiva evidenciaron que son fuentes puntuales de contaminación de los acuíferos, en áreas donde el abastecimiento de agua de los pobladores depende de estos, alcanzando concentraciones de nitratos que superan las sugeridas por el Código Alimentario Argentino. El conocimiento geohidrológico de una cuenca hidrográfica es una herramienta de gran relevancia para realizar una adecuada planificación territorial. Entender el funcionamiento de estos sectores contribuye a la preservación del ambiente y al manejo y gestión de los recursos hídricos. Actualmente la cuenca evidencia un constante crecimiento poblacional lo que conduce a cambios en el uso de suelo que pueden deteriorar a los recursos hídricos de la cuenca si no se contempla una adecuada planificación.

Anthropic activities such as road works, rectifications of courses and canals, intensive exploitation and contamination of aquifers in urban and rural areas can produce changes in river basins and modify the natural geohydrological functioning. In relation to these changes caused by human activity, the present doctoral thesis work aims to analyze the influence of anthropic activity on the Samborombón river basin geohydrology. For this purpose, the river basin was geohydrologically characterized, considering the climate of the region, geology, geomorphology and types of soils as well as the dynamics and chemistry of surface and groundwater. Once this task was carried out, specific sectors of the basin were identified through remote sensing to perform the detail study of various anthropogenic modifications that locally affect the geohydrology of the basin. The results obtained were summarized in conceptual models of geohydrological functioning. Climate in the basin is mild and humid, evapotranspiration exceeds precipitation in the summer months, and autumn and winter are the periods of lower water deficit, when aquifers recharge from rainfall and the surplus water generates floods at basin level. Within the basin area two contrasting geomorphological environments were recognized. On the one hand, a loessic continental plain comprises the upper and middle basin sectors, and on the other a coastal plain is developed towards the low basin sector. In the upper and middle basin, within the continental plain, the phreatic aquifer is lodged in loessic sediments and the underlying semi-confined aquifer is lodged in river sands, both used for water supply by the inhabitants. The phreatic aquifer recharge is from the direct infiltration of precipitation, while the semiconfined aquifer recharge is indirectly from the phreatic. The regional groundwater flow in the phreatic aquifer is from the northwest to the southeast direction flowing towards the Samborombón Bay area. This aquifer also discharges into rivers, streams or depressed areas locally. On the other hand, the semi-confined aquifer flow is from the south to the southeast, and tends to discharge towards the Salado river basin. Water in the phreatic aquifer is calcium-bicarbonate type in header areas, sodium-bicarbonate facies regionally dominate, and they change to sodium-chloride in the discharge zone. In addition, the semi-confined aquifer is sodium-bicarbonate water type. Within the coastal plain environment, in the lower basin, the main source of supply is constituted by lenses of fresh water lodged in shell ridges, which present sodium to calciumbicarbonate facies and sodium to magnesium-chloride facies. Groundwater in the coastal plain and in the marsh adjacent to the shell ridges is salinized and it is only used for livestock activity. Surface water is sodium-bicarbonate type in the header sector and it changes to sodiumchloride in the main course, increasing the salinity towards the mouth in Samborombón Bay. Dissolution and precipitation of carbonates, as well as cation exchange, are the main processes which determine the groundwater chemistry, while dissolution and precipitation of carbonates alongside evaporation are those that dominated the surface water. Ions which have limitations for water consumption according to the Argentine Food Code were identified at regional level. Among them, nitrate and trace elements such as fluoride and arsenic stand out, whose origin is natural and derived from loess. No significant geohydrological modifications are evidenced by the studies carried out at regional level. The anthropic activities which are performed in a mainly rural basin do not seem to affect the geohydrological functioning, however specific sectors where this affectation acquires great importance were recognized. Among the main conclusions about the anthropic influence at the local scale regarding geohydrology, the modification of the geomorphology and the contamination of aquifers through intensive agricultural activities and septic tanks are identified. The construction of closed neighborhoods and the expansion of urban centres on the floodplain and the tributaries determine important morphological changes which modify the surface runoff, posing a large number of inhabitants at risk of flooding. The road works supported by embankments restrict the width of the floodplain, affecting the surface runoff. In contrast, numerous canals and rectifications were observed with the purpose of evacuate water surpluses. The most fertile soils of the basin and the shallow aquifers are affected by the extractive mining activities; this endangers the substrate of the only native forest of the area, particularly in the coastal plain. Intensive agriculture and livestock are point sources of aquifers contamination in areas where the water supply of the inhabitants relies exclusively on them, reaching nitrates concentrations that exceed those suggested by the Argentine Food Code. The geohydrological knowledge of a river basin is a highly relevant tool to carry out an appropriate land-use planning. Understanding the functioning of these sectors contributes to the preservation of the environment and to the handling and management of water resources. The basin currently shows a constant population growth which leads to changes in land use that may deteriorate the water resources of the basin if adequate planning is not considered.