Hidrodinámica hiporreica en el tramo medio del Rio Mojotoro, Provincia de Salta, Argentina

KRUSE E; ROIG A; MAS PLA P; CAROL E

Neuquen

Congreso; XVIII Congreso Geológico Argentino; 2011

La zona hiporreica es un área situada debajo y adyacente a un cauce en la cual se produce un intercambio de agua entre el flujo superficial y subterráneo a través de los sedimentos fluviales (Bencala, 2005). Este intercambio controla los procesos biogeoquímicos, los ciclos de energía, nutrientes y materia orgánica, y ejerce un control significativo sobre los ecosistemas fluviales (Soulsby et al., 2001, Taleb et al., 2008). La afluencia de agua de esta zona es controlada por procesos dinámicos que operan en una variedad de escalas espaciales y temporales. De esta manera cambios en las condiciones climáticas, geológicas, geomorfológicas e hidrológicas dentro de una cuenca, conducen a que la zona hiporreica exhiba a menudo variaciones continuas en sus condiciones fisicoquímicas (Anderson et al., 2005, Wondzell 2006, Käser et al., 2009). El intercambio de flujo en la zona hiporreica está regido principalmente por los gradientes hídricos y la conductividad hidráulica. La caracterización hidrodinámica es vital al momento de estimar y cuantificar los flujos de agua a lo largo de una cuenca, así como también en el estudio y protección de los ecosistemas fluviales. El Río Mojotoro (Provincia de Salta, Argentina) tiene sus cabeceras en un cordón montañoso perteneciente a la Cordillera Oriental ubicado a más de 3.000 m de altura. En la cuenca alta, con fuertes pendientes topográficas y una densa red de drenaje, existe un conjunto de afluentes que conforman los ríos La Caldera y Vaqueros. A partir de la confluencia de estos dos ríos se origina el Río Mojotoro, que atraviesa la sierra del mismo nombre con un rumbo oeste ? este. Luego de superar el sector serrano mencionado, la cuenca se desarrolla en un ambiente llano, especialmente a partir de los 800 msnm, donde sólo se destacan  los cauces principales. El objetivo de este trabajo es formular un modelo conceptual y numérico por elementos finitos que describa la interrelación agua superficial-agua subterránea de la zona hiporreica en un sector del tramo medio del Río Mojotoro. Para ello se realizaron relevamientos geológicos e hidrológicos que permitieron estimar las propiedades hidráulicas de los sedimentos y la dirección y sentido de los flujos de agua. El área de estudio se ubica a una cota de aproximadamente 690 msnm. Este sector del río presenta una planicie aluvial bien definida con un ancho del orden de 1000 m. La planicie aluvial actual del río está compuesta por material de granulometría gruesa (gravas gruesas, aglomerados) el cual se diferencia de los depósitos que se desarrollan hacia la margen izquierda y derecha del río. En la margen izquierda predominan sedimentos gruesos sobre los cuales se reconoce una capa de sedimentos más finos (arenosos ? limosos) en los que existe una densa vegetación natural, como consecuencia de la abundancia de agua (vertientes y niveles freáticos cercanos a la superficie). La margen derecha presenta barrancas que pueden alcanzar varios metros de altura, donde prevalecen sedimentos finos limo-arenosos y limo-arcillosos de color castaño rojizo (Kruse, 1989). El movimiento del agua subterránea es en dirección oeste ? este en coincidencia con el sentido de la pendiente topográfica regional. En la cuenca alta el río es de carácter influente. En el tramo analizado, el río cambia su condición con respecto a las aguas subterráneas y se convierte en efluente. Este cambio modifica la dinámica hiporreica, la cual a su vez muestra variaciones entre la época de crecidas (verano) y el estiaje (invierno) en la cual el río se seca o presenta agua en forma intermitente. Durante la época de crecidas la zona hiporreica recibe los aportes del flujo superficial y subterráneo, mientras que en estiaje la descarga subterránea es la única fuente que regula el flujo de agua en dicha zona. Este comportamiento fue modelado numéricamente por el método de elementos finitos para una sección longitudinal del río de 100 m considerando un gradiente hídrico regional del 2%. Para el modelado se utilizó un valor de conductividad hidráulica de 100 m/d, un coeficiente de almacenamiento de 0,2, un espesor saturado de 9 m y un flujo subterráneo unitario de 30 m3/d,  parámetros medidos o estimados en los relevamientos de campo. Se debe destacar que para estimar el flujo subterráneo total en una sección transversal del río debe multiplicarse el ancho de la sección por el flujo unitario longitudinal. Los resultados obtenidos muestran que para la época de crecida (Fig. 1a) en la parte superior de la sección modelada las líneas de flujo presentan trayectorias curvas, mostrando un ingreso y egreso de agua desde y hacia el flujo superficial. A este flujo se suman los aportes del flujo subterráneo (líneas de flujo rectas) que descargan en el lecho del río. Por su parte, en la época de estiaje (Fig.1b) sólo se observan líneas de flujo de trayectorias rectas los cuales interceptan la superficie del lecho del río. Esto muestra que los aportes a la zona hiporreica proceden únicamente del flujo subterráneo, el cual atraviesa dicha zona antes de descargar en el río. Los resultados obtenidos significan un aporte al conocimiento de las condiciones hidrodinámicas del área que podrán ser utilizados por otras disciplinas que estudien las características químicas y biológicas de la zona hiporreica.