En las grandes áreas bajo riego, la cantidad de agua de riego que se aplica a diferentes cultivos, casi siempre es en exceso en comparación con aquella cantidad que es necesaria para el USO CONSUNTIVO de diferentes cultivos.
El exceso de agua drena hacia fuera de la zona de riego a través de escurrimientos superficiales o se infiltra y percola hacia los horizontes subsuperficiales de suelos. Por lo general, estas percolaciones de agua de riego en exceso elevan los niveles freáticos de una determinada zona bajo riego, y además por otra parte, una cantidad considerable de aguas de riego que se han aplicado en exceso drenan nuevamente hacia los cauces de ríos aguas abajo.
Esto que se menciona aquí se expresa considerablemente en el cauce del río Tula, el cual recibe todas las aguas que drenan por el área del Valle del Mezquital ya que la diferencia de altitud entre el inicio del riego en el Valle del Mezquital y el embalse de Zimapán es de aproximadamente 500 m. Las aguas urbano-industriales que derivan de la ciudad de México riegan el Valle del Mezquital por gravedad.
Por otro lado se debe mencionar que el ciclo de desviación del agua de un río para su almacenamiento, la aplicación de agua en una zona agrícola, la percolación del agua hacia las zonas profundas de suelos; el flujo de retorno hacia ríos aguas abajo se expresa en una cantidad grande de volúmenes de agua que pasa a través de una zona agrícola, ocasionando una perdida de calidad del agua de riego. En las diferentes zonas de riego en cauces de escurrimiento de agua, en regiones agrícolas aguas abajo, la calidad del agua se tornará diferente.
Las aguas superficiales pueden ser clasificadas en dos grupos: a. aguas que fluyen (ríos), y b. aguas estancadas (lagos). Los lagos que se encuentran en cuencas endorreicas poseen un alto contenido de sales y aguas de lagos abiertos de las zonas húmedas, que poseen una baja salinidad75.
Las aguas naturales, de acuerdo con las rocas que están en contacto poseen las siguientes características químicas (en unidades equivalentes).
1. Aguas en contacto con rocas graníticas: Na + K > Ca + Mg
HCO3 > SO4 > Cl
2. Aguas en contacto con rocas carbonatadas (calizas y dolomitas):
Ca ≥ Mg > Na + K
HCO3 > SO4 > Cl
3. Aguas de acuíferos basálticos: Na > Ca > Mg > K
HCO3 > SO4 > Cl
4. Aguas de mar: Na > Mg > Ca > K Cl > SO4 > HCO3
En estudios de muchos años Kovda, 196775,estableció que existen ciertas relaciones
específicas entre la cantidad de sales en aguas naturales y sus composiciones. Durante el proceso de aumento de concentración de diferentes aguas, ocurren en estas diferentes etapas de cambio cuantitativo y cualitativo.
a. Aguas naturales con ciertos contenidos de silicio. Estas son de baja concentración 0.01-0.1 mg L-1. Se localizan en los trópicos y en regiones
forestales boreales. Contienen silicio y substancias orgánicas.
b. Aguas bicarbonatadas calcicas con concentraciones de sales de 0.2-0.3 g L-1.
d. Aguas bicarbonatadas y con carbonatos sodicos con concentraciones totales de sales de 0.5-3000 g L-1. Contienen sulfatos y a veces en menor cantidad cloruros.
e. Aguas clorhídrico sulfáticas con algunas cantidades de soda Na2CO3, y con
concentraciones totales de sales de 2.5-5 gL-1.
f. Aguas sulfático-clorhídricas con concentraciones de sales de 20-50 g L-1. Por lo general no contienen carbonato de sodio en cantidades substanciales. g. Aguas clorhídricas. Son salmueras con concentraciones de sales de 100-300
g L-1.
Este esquema general arriba señalado para la existencia de aguas bicarbonatadas sódicas de yacimientos subterráneos y aguas superficiales con bajas concentraciones de sales (0.3-5 g L-1) fue establecido con base en una gran cantidad
de datos hidrogeoquímicos y geoquímicos.
La concentración y composiciones de las aguas naturales superficiales que se utilizan para riego varían considerablemente en diferentes regiones del mundo. En los Cuadros 5 y 6, se presentan las composiciones de diferentes aguas que se utilizan en el riego57.
Un ejemplo de aguas de buena calidad para riego de una región fría y árida de la zona de los Himalayas son las que se presentan en el Cuadro 799. Las cadenas
montañosas de los altos Himalayas que bordean el Tibet comprenden la región de Kinnaur, Lahaul y Spiti y en las áreas contiguas de Himachal Pradesh, India representan las típicas regiones de gran altitud que son extremadamente frías y áridas. De acuerdo a la conductividad eléctrica y relación de adsorción de sodio, todas las aguas son buena calidad, sin embargo, los valores del RAS, indican que solamente las aguas del manantial de Chango, India presentaría bajos peligros de sodicidad. Los contenidos de carbonatos en todas las aguas son de bajos valores.
Cuadro 5. Calidad de las aguas superficiales (ríos), que son utilizadas para riego.
Fuente: Hoffman et al., 1990.
No. Fuente de agua y localización CE Ca2+ Mg2+ Na+ K+ Total CO32-
+HCO3- Cl
- SO42- Total B RAS
μS cm-1 mmolc L-1 mg L-1 mgL-1 mmolc L-1
Aguas de ríos
01 San Joaquín, Biola, C.A. 60.0 0.20 0.10 0.20 0.10 0.60 0.40 0.10 0.10 0.60 53.0 0.06 0.10 02 Feather, Nicolaus, C.A. 90.0 0.40 0.30 0.10 0.10 0.90 0.70 0.10 0.10 0.90 70.0 0.01 0.10 03 Columbia, Canadian Border 150.0 1.10 0.40 0.10 0.00 1.60 1.30 0.00 0.30 1.60 87.0 - 0.20 04 Sacramento, Knights Landing, C. A. 150.0 0.70 0.50 0.40 0.00 1.60 1.20 0.20 0.20 1.60 11.0 0.05 0.60 05 Snake, King Hill, ID 500.0 2.30 1.60 1.30 0.10 5.30 3.50 0.70 1.10 5.30 312.0 0.04 2.00 06 Missouri, Williston, N. D. 650.0 2.90 1.60 2.30 0.10 6.90 2.80 0.30 3.80 6.90 426.0 0.11 2.80 07 Río Grande, Falcon Dam, TX 670.0 3.00 1.00 2.60 0.10 6.70 2.40 1.90 2.40 6.70 419.0 0.15 3.50 08 South Platte, Julesburg, CO 1200.0 6.60 2.80 4.50 0.30 14.20 3.80 1.00 9.40 14.20 910.0 0.23 5.00 09 Colorado, Yuma, AZ 1400.0 5.20 2.60 6.40 0.20 14.40 2.80 4.00 7.60 14.40 914.0 0.18 7.10 10 Salt, Stewart Mtn Dam, AZ 1400.0 1.20 4.30 8.90 0.20 12.90 2.80 9.10 1.00 12.90 755.0 0.14 12.00 11 Arkansas, John Martain Dam, CO 1400.0 7.10 6.20 5.10 0.10 16.60 2.90 0.90 12.80 16.60 1130.0 0.15 4.90
12 Pecos, Artesia, NM 3400.0 20.40 12.00 13.30 0.00 39.90 2.30 13.80 23.80 39.90 2530.0 - 9.10
13 Gila, Gillespie Dam, AZ 7400.0 17.00 53.10 1.20 83.30 5.50 49.70 28.10 83.30 5120.0 0.28 40.00
Aguas de pozos 01 Indio, CA 300.0 1.40 0.30 1.30 0.00 3.00 2.20 0.20 0.60 3.00 205.0 0.02 2.00 02 Bakersfield, CA 790.0 0.20 0.00 7.30 0.00 7.50 2.50 2.50 2.50 7.50 500.0 6.93 12.00 03 Scottsdale, AZ 1200.0 3.20 2.70 6.80 - 12.70 3.20 6.20 3.10 12.50 718.0 - 8.30 04 Tolleson, AZ 4000.0 6.40 4.10 33.30 - 43.80 10.80 24.90 8.10 43.80 2878.0 - 38.00 05 Pecos, TX 4400.0 9.30 16.10 21.80 0.70 47.90 1.90 29.10 16.90 47.90 2793.0 - 14.00 06 Roll, AZ 7200.0 14.80 11.70 48.00 0.30 74.80 6.30 55.40 13.10 74.80 4535.0 1.28 36.90 20
Cuadro 6. Composición química de algunas aguas fluviales usadas para riego en el Oeste de los Estados Unidos.
No. Ríos CE Ca 2+ Mg2+ Na+ K+ TOTAL CO32- HCO3- Cl- SO42- TOTAL RSE RAS* PSS**
µS cm-1 mmolc L-1 mg L-1 01 Columbia Winat chic Washington 150 0.90 0.40 0.20 0.00 1.50 0.00 1.20 0.10 0.20 1.50 78 0.24 13.00 18.03 4.86 4.60 0.00 0.00 73.20 . 9.60 0.45 0.20 0.20 0.00 0.00 1.20 0.10 0.10 02 Río Grande Otowi Ba N. Mex. 340 1.90 0.70 0.80 0.00 3.40 0.00 1.80 1.50 0.10 3.40 227 0.70 24.00 38.07 8.50 18.40 0.00 0.00 109.80 53.17 4.80 0.95 0.35 0.80 0.00 0.00 1.80 1.50 0.05 03 El Paso, Tex. 1160 4.20 1.40 6.00 0.00 11.60 0.00 3.60 3.10 5.00 11.70 754 3.58 52.00 84.16 17.01 138.00 0.00 0.00 219.60 109.89 240.15 2.10 0.70 6.00 0.00 0.00 3.60 3.10 2.50 04 Gila. Florence, Ariz. 1720 3.60 2.00 11.30 0.00 16.90 0.00 3.70 10.00 3.30 17.00 983 6.75 67.00 72.14 24.30 259.90 0.00 0.00 225.70 354.50 158.49 1.80 1.00 11.30 0.00 0.00 3.70 10.00 1.65 05 Pecos, Carlsbad N. Méx. 3210 17.30 9.20 11.50 0.00 38.00 0.00 3.20 12.00 23.00 38.20 2380 3.15 30.00 346.69 111.78 264.50 0.00 0.00 195.20 425.40 1104.69 8.65 4.60 11.50 0.00 0.00 3.20 12.00 11.50 06 Humboldt Rye Patch. N. Mex. 1170 1.70 1.90 7.90 0.00 11.50 0.00 5.20 4.50 2.20 11.90 658 5.88 68.00 34.06 23.08 181.70 0.00 0.00 317.20 159.52 105.66 0.85 0.95 7.90 0.00 0.00 5.20 4.50 1.10 Fuente: Hoffman et al., 1990.
*¨RAS= Relación de adsorción de sodio. Las concentraciones están expresadas en mmolc L-1.
**PSS= Porciento de sodio soluble (como porcentaje del total de cationes solubles).
Cuadro 7. Análisis químico de las aguas de riego de varias fuentes en Kinnaur región de Himachal Pradesh, India.
No. Localización
Ríos
pH CE Ca2++ Mg2+ Na+ HCO3- Cl- B RAS*
µS cm-1 mmolc L-1 mg L-1
01 Tapri (Sutlej river)
7.9 300 2.6 0.4 1.8 2.2 0.20 0.35
02 Kalpa (Boktu canal)
6.8 100 0.3 0.7 0.1 1.8 0.15 1.58
03 Akpa (irrigation tank)
6.9 250 1.3 1.2 1.0 1.6 0.10 1.50
04 Labrang (spring water)
7.8 550 5.3 0.2 3.1 2.0 0.08 0.12
05 Labrang (stream)
7.4 550 5.0 0.5 3.1 2.4 0.05 0.31
06 Siaso Khad (rivulet water)
6.4 250 2.1 0.4 0.8 1.6 0.80 0.39
07 Sunam (irrigation channel)
7.9 550 5.0 0.5 2.8 1.6 0.15 0.32
08 Pooh (irrigation channel)
7.6 300 2.7 0.3 1.1 1.2 0.25 0.26
09 Dubling (irrigation channel)
7.4 700 6.4 0.6 2.2 1.6 0.15 0.34
10 Chango (spring and stream)
6.9 100 0.2 0.8 0.2 1.4 0.05 2.60
Fuente: Negi y Ghosh, 1980
* RAS= Relación de Adsorción de sodio. Las concentraciones están expresadas en mmol c L-1