Según el análisis anterior, el tamaño de las descargas ocurridas en Abril de 2008 convierte al Guadalquivir en un estuario estratificado por breves periodos de tiempo. Las Figuras 9C.15 a 9C.17 ilustran aspectos interesantes de la respuesta del bajo estuario al forzamiento en cabecera producido por esas descargas.
Figura 9C.15. Panel superior: componentes cartesianas de la velocidad de baja frecuencia observada en Bonanza
durante el periodo de las descargas fluviales en Alcalá del Río de Abril de 2008 (líneas azul, gris y verde para las componentes u, v y w, respectivamente). La escala de la derecha da la descarga del río R (puntos rojos) en m3s-1. Panel inferior: nivel residual (nivel observado menos predicción mareal) en Bonanza junto con la descarga del río (escala derecha, m3s-1).
La Figura 9C.15 muestra que tanto la velocidad como el nivel del mar residuales en Bonanza detectan nítidamente el evento. La velocidad residual horizontal que, como se vio en el epígrafe 9C.2, se dirige aguas arriba en la ribera de Bonanza, disminuye notablemente hasta casi anularse durante la primera de las dos descargas (D1 de aquí en adelante) y algo menos durante la segunda (D2). La velocidad vertical también disminuye cuando ocurren las descargas en ambas ocasiones. No hay datos de velocidad en la Boya09 durante estos episodios por lo que no puede refrendarse el aumento de velocidad residual esperable (en el pico de descarga de 500 m3s-1 debería ser de unos 0.4-0.5 ms-1 en la posición de la Boya09 donde el área transversal es del orden de 1000 - 1500 m2) aunque la disminución de velocidad aguas arriba en la ribera de Bonanza sería la prueba indirecta de ese aumento.
El nivel residual experimenta un aumento considerable que comienza simultáneamente con la descarga, pasando de –10 cm previamente a D1 hasta más de 30 cm en el pico, y se desfasa un poco respecto a ésta en su retorno al nivel normal, dando a entender que pudiera existir una cierta inercia para que el río alcance su situación “normal”. Antes de que llegue a hacerlo tiene lugar la segunda descarga D2, menos caudalosa y quizá algo más duradera, que vuelve a elevar el nivel residual aunque en menor medida que antes. Curiosamente el retorno a su nivel previo a la descarga es muy rápido (aparentemente lo consigue antes de que el periodo de descarga
controlada haya finalizado) poniendo en duda la inercia mencionada antes. La acumulación de agua en la desembocadura incrementará el gradiente de presión barotrópico hacia el océano facilitando la evacuación y renovación de las aguas del río hacia la plataforma y dificultando su retorno al estuario en el semiciclo de creciente. Ello conllevará el transporte de grandes cantidades de sedimento del río al mar tal y como como lo atestiguan las imágenes de turbidez mostradas en la Figura 9.28 del Bloque 9A.
Figura 9C.16. Panel superior: temperaturas a –1,-2,-3 y –4 metros en la posición de la Boya07 durante el periodo de descargas de Abril 2008. Los puntos rojos muestran de nuevo las descargas en la presa (escala derecha, m3s-1). Panel inferior: salinidad en esas mismas profundidades y en la misma posición.
Es interesante notar que tanto la respuesta del nivel del mar como la de la velocidad en Bonanza apenas muestran retraso con el inicio de la descarga. La razón es que las perturbaciones de estas variables se propagan con la velocidad de las ondas largas que, en primera aproximación viene dada por la ecuación (9B.2), co=(gh)
1/2
o unos 8 ms-1 (~28 km/h) para una profundidad h=6m. La perturbación llegaría a la desembocadura del estuario en menos de 4 horas de modo que, para la escala temporal de la Figura 9C.15, puede asumirse que la respuesta de estas variables en Bonanza a la descarga de la presa de Alcalá es prácticamente instantánea. No es así para otras variables.
La Figura 9C.16 muestra otras alteraciones de las propiedades hidrológicas ocasionadas por las descargas en la Boya07. En esta época del año, la temperatura ya ha iniciado su semiciclo estacional de calentamiento y la tendencia que muestra la gráfica es clara en ese sentido. El aumento se ve interrumpido durante D1 y más aún durante D2 debido a que las aguas descargadas están más frías que las residentes. La amplitud de la señal de marea diurna también se reduce. Tan pronto como cesan las descargas la tendencia y la amplitud mareal se recuperan de modo que desde el punto de vista térmico la “memoria de la descarga” que tiene el río dura lo que dura ésta.
La temperatura no es la variable más representativa de la dinámica estuarina ni la más indicada para investigar y caracterizar los episodios de descargas. La salinidad sí lo es y el panel inferior de
la Figura 9C.16 atestigua que los cambios que sufre con la llegada de las descargas son muy importantes. La Figura 9C.17 ilustra además que son de diversa índole. En primer lugar, el descenso de la curva de salinidad (línea gris en cualquiera de los paneles) hasta valores prácticamente nulos es la huella de la expulsión de la cuña salina hacia la plataforma empujada por la descarga D1 (y posteriormente la D2). En segundo lugar se observa un desfase de unos dos días entre el comienzo de D1 (línea horizontal gruesa azul) y el descenso brusco de la salinidad en Bonanza, desfase que no se observaba ni en las corrientes ni en el nivel residual. Esto es así porque la perturbación salina avanza con la velocidad del flujo, no con la de la onda larga. Para una descarga de 500m3s-1 la velocidad residual estimada es de 0.4 ó 0.5 ms-1 (1.4 ó 1.8 km/h) lo que implica unas 50 horas para llevar la señal salina (la señal S=0, en realidad) hasta Bonanza, en buen acuerdo con lo que indican los paneles de la Figura 9C.16. Los tres primeros paneles se comentan con cierto detalle a continuación. El cuarto (inferior derecha) muestra la gráfica de descargas R de la presa y la pluviosidad que, como es de esperar, fluctúan de forma sincronizada. En ella se ha ubicado con línea azul gruesa las descargas D1 y D2 en el tiempo.
El primero de los paneles (superior izquierda) muestra la diferencia de salinidad entre Bonanza
y Boya07 (Sbonanza-Sboya07) al final de la creciente cuando se alcanza localmente el máximo puntos
rojos) y al final de la vaciante, cuando se observa el mínimo local (puntos verdes). Es pues una medida del gradiente horizontal de salinidad. La situación previa a D1 indica un valor prácticamente constante de la diferencia de mínimos (puntos verdes); teniendo en cuenta que los mínimos se dan al final de la vaciante, esos puntos traen información de “aguas arriba” y su constancia debe entenderse como que la intrusión salina está desarrollada y estable. La disminución progresiva de la diferencia de máximos previa a la descarga (puntos rojos), que trae información de aguas abajo, indica la presencia de un agente externo que está impulsando la llegada de aguas más salinas a la Boya07 y así disminuir hasta casi anular su diferencia con Bonanza. Ese agente externo es el viento de Poniente (ver Figura 9A.23 y discusión en el epígrafe 9A.5.6, o también epígrafe próximo) que favorece el mayor alcance de la advección mareal de sal.
La respuesta del gradiente horizontal de salinidad a la descarga funciona de forma opuesta en la diferencia de mínimos, que tiende a anularse dejando notar la influencia del agua dulce que comienza a llenar todo el estuario aguas arriba, y de máximos que aumenta debido a que la creciente no puede vencer la descarga del río para transportar señal salina hasta la Boya07, la cual permanece inmersa en agua dulce (o casi) todo el ciclo mareal. A Bonanza, cerca de la plataforma, sí llega la señal salina de la creciente y de ahí el aumento de la diferencia. La llegada de la descarga D2 reproduce más o menos este mismo patrón.
Tras la descarga, las dos curvas de puntos tienden a retornar a su situación “normal” que, grosso modo, vendría reflejada por la coincidencia de puntos rojos y verdes en la gráfica. En ambos casos, la coincidencia se da unos 5 días después de finalizar la descarga, tiempo que es considerado como característico de la recuperación de la estructura salina en la desembocadura tras descargas importantes. La forma en que la cuña salina es introducida de nuevo en el estuario es mediante el “tidal pumping” discutido en epígrafes anteriores: la convergencia de puntos azules y rojos hacia valores similares tras la finalización de las descargas es indicativo de ello.
El segundo panel (superior derecha) da la diferencia de salinidad local entre el valor máximo y el
mínimo en Bonanza (puntos azules) y Boya07 (amarillos). La evolución da ambos puntos previo a D1 indica una situación estable que pudiera identificarse como de “equilibrio” (la tendencia creciente de los puntos amarillos –Boya07- es fruto del forzamiento de Poniente mencionado). La descarga D1 rompe el patrón y produce una evolución de la diferencia en Bonanza (puntos amarillos) similar a la que sigue la diferencia de máximos (Sbonanza-Sboya07) en el panel anterior
(puntos rojos). La interpretación es que las variaciones locales en Bonanza son producto principalmente de la advección horizontal de propiedades desde “aguas abajo”. Por el contrario la
evolución temporal de las variaciones de salinidad en la Boya07 es la opuesta, similar a la de la diferencia de mínimos (Sbonanza-Sboya07) en el panel anterior (puntos verdes), lo que indica que las
variaciones locales en la Boya07 son más bien producto de la advección de propiedades desde “aguas arriba”.
Figura 9C.17. En todos los paneles se ha dibujado en línea gris claro la salinidad observada en Bonanza como
referencia temporal del momento de las descargas. Solamente en los dos paneles superiores las etiquetas en el eje y indican la salinidad de ese registro. Además: Panel superior izquierda.-Diferencia de salinidad entre los máximos observados en Bonanza y Boya07 (puntos rojos) y los mínimos (puntos verdes) en cada ciclo de marea, que es indicativo del gradiente horizontal de salinidad. Panel superior derecha.- Diferencia entre la salinidad máxima y mínima en cada ciclo de marea observada en Bonanza (puntos azules) y Boya07 a 1m de profundidad (puntos amarillos), que indica el rango de variación mareal local de la salinidad. Panel inferior izquierda.- Diferencias de salinidad entre las profundidades 4m y 1m en la Boya07 en los momentos de máxima salinidad, que coincide con el final de la creciente (puntos rojos) y mínima, que coincide con el de la vaciante (puntos azules); son indicativas del gradiente vertical de salinidad o estratificación (la escala en el eje vertical indica ahora esta diferencia). Panel inferior derecha.- Descarga del río según los datos de la Confederación Hidrográfica del Guadalquivir (barras, escala en el eje y de la derecha) y pluviosidad medida en Sevilla (estrellas, escala en el eje y de la izquierda). La duración de los episodios de descargas “D1” y “D2” están representados por las líneas azules gruesas cuya longitud se ha estimado visualmente del último panel.
Los tiempos de recuperación que se deducen de este panel, entendidos como el retorno a los valores previos a D1, son similares a los discutidos antes aunque da la impresión de que la descarga D2 llega antes de que los valores se recuperen del cambio sufrido con la llegada de D1 (el tiempo de recuperación superaría en este caso el lapso de tiempo que separa ambas descargas, unos 7 días). Tras D2, sin embargo, la evolución de los puntos azules/amarillos es la misma que la mostrada en el primer panel por los rojos/verdes.
El tercer panel (inferior izquierda) muestra la diferencia de salinidad entre el sensor más
profundo y el más superficial, diferencia que indica el gradiente vertical de salinidad o, alternativamente la estratificación. En un estuario bien mezclado esa diferencia debe ser nula o muy pequeña (días previos a D1). A medida que llega la descarga de agua dulce a Bonanza, la diferencia empieza a tomar valores positivos, primero entre los máximos (puntos rojos), indicando que en la desembocadura aparece un cierto gradiente vertical durante la creciente solamente (los puntos azules siguen teniendo valores próximos a cero), es decir, la cuña salina entra por el fondo en tanto que en superficie se mantienen salinidades típicas de agua dulce. En la vaciante, sin embargo, la penetración salina es expulsada fuera del estuario quedando homogéneo en la
vertical, aunque en este caso con agua dulce. Poco después tanto los puntos azules como rojos son no nulos, es decir, la estratificación se mantiene durante todo el ciclo mareal. En realidad ese patrón es la huella dejada por la cabeza de la cuña salina a medida que progresa hacia el interior del estuario impulsada por el “tidal pumping”. Sobre el 24 de Abril y antes de que se deje notar D2, la desembocadura del estuario aparece mezclada de nuevo (puntos azules y rojos próximos a cero) aunque en este caso lo está de agua salada: la cuña salina se encuentra ya a más de una excursión de marea aguas arriba de la posición de la Boya07. El mismo patrón se repite de nuevo con la llegada de D2 y su posterior desaparición. Un análisis de la evolución de la estratificación sugiere una vez más un tiempo de recuperación del orden de 5 - 7 días.