Estudios realizados en riegos del Alto Aragón

II Jornada Técnica 12 de noviembre de 2010

Gestión eficaz del riego por aspersión. Últimos

avances técnicos y medioambientales

Estudios realizados en Riegos del Alto Aragón

Farida Dechmi

Unidad Suelos y Riegos, CITA

Estudios realizados o en marcha

¾

Red de control de la calidad del agua de RAA:

seguimiento de la calidad de las aguas superficiales dentro de su red de drenaje durante las estaciones de riego de 2005 y 2006.

¾

Evaluación y medidas para la reducción de la

contaminación del agua de los retornos de riego: red de control detallado de las concentraciones y masas exportadas (nitratos, fósforos y salinidad) por la red de drenaje de la CGRAA (Co-financiación CAIXA-RAA).

¾

Requerimientos de la Directiva Marco del agua (2000/60/EC): Exige a los estados miembros establecer un programa de medidas de control para fuentes difusa de contaminación (vertidos de la agricultura de regadío).

¾

Objetivos:

¾

Alcanzar unos estándares de calidad de las

aguas de la Unión Europea en el año 2015.

¾

Asegurar unos volúmenes que permitan el

mantenimiento de los ecosistemas.

Seguimiento de la calidad de las aguas

! ( ! ( ! ( ! (!( ! ( ! ( !( ! ( ! ( !( ! ( ! ( ! ( ! ( 10 5 0 10 km

¯

Zaragoza Huesca Río G al le g o Río Eb_ro Ca_na l de M on eg_ro s delCi nca Canal Emb. de la Sotonera

Cuenca del río Alcanadre Riegos de Alto Aragón (RAA) Red de medición de la CGRAA Ríos Canales Flu_me n Río A lc_an a d re Rí o Rí o Cin_ca 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 (ER: 2005 y 2006) Ubicación de la red de mediciones de RAA Datos analizados: • Caudal • pH, CE

• Principales iones disueltos

• Fosfato (PO4)

• Nitrato (NO3), nitrito (NO2),

Interpretación resultados

¾

Normativas sobre calidad del agua:

¾ Directiva europea de nitratos (91/676/CEE)

¾ Directiva de control y prevención integrado de la

contaminación (96/61/EC)

¾ Directiva 75/440/CEE: umbrales de concentración

de fósforo total según el tipo del agua y su uso

¾

Calidad del agua del riego: límites FAO para

restricciones por riesgo de salinización (Ayers y Westcot, 1985) ! ( ! ( ! ( ! (!( ! ( ! ( !( ! ( ! ( !( ! ( ! ( ! ( 10 5 0 10 km

¯

Zaragoza Río G al le g o Río Eb_ro Ca_na l de M on_eg ro_s Canal

Cuenca del río Alcanadre Riegos de Alto Aragón (RAA) Red de medición de la CGRAA Ríos Canales Flu_men Río A lc_an a d re Rí o Rí o Cin_ca 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 P3 P4 P5 P7 P8 P9 P10 P11 P12 P13 P14 P16 Puntos de m uestreo CE ( d S /m )

Campaña de riego 2005 Campaña de riego 2006

! ( ! ( ! ( ! (!( ! ( ! ( ! ( ! ( ! ( !( ! ( ! ( ! ( 10 5 0 10 km

¯

Zaragoza Río G al le g o Río Eb_ro Ca na_l de M on eg_ro s Canal

Cuenca del río Alcanadre Riegos de Alto Aragón (RAA) Red de medición de la CGRAA Ríos Canales Flu_me n Río A lc an_a d re Rí o Rí o Cin_ca 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 0 5 10 15 20 25 30 P3 P4 P5 P7 P8 P9 P10 P11 P12 P13 P14 P16 Puntos de m uestreo N it ra tos ( m g/ L N O3 )

Campaña de riego 2005 Campaña de riego 2006

Seguimiento de la calidad de las aguas: nitratos

! ( ! ( ! ( ! (!( ! ( ! ( ! ( ! ( ! ( !( ! ( ! ( ! ( 10 5 0 10 km

¯

Zaragoza Río G al le g o Río Eb_ro Ca_na l de M on_eg ros Canal

Cuenca del río Alcanadre Riegos de Alto Aragón (RAA) Red de medición de la CGRAA Ríos Canales Flu_men Río A lc_an a d re Rí o Rí o Cin_ca 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 P3 P4 P5 P7 P8 P9 P10 P11 P12 P13 P14 P16 Puntos de m uestreo Fo s fa tos ( m g/ L P O4 )

Campaña de riego 2005 Campaña de riego 2006

Red de control detallado

¾

Identificar el tipo de contaminantes asociados a

cada tipo de uso del suelo (distintos cultivos o explotaciones ganaderas) sobre los distintos suelos y materiales geológicos de la zona de estudio bajo diferentes sistemas de riego (aspersión e inundación).

¾

Disponer de un modelo hidrológico medio ambiental

como herramienta informática calibrada y validada que permita estimar la contaminación del regadío en las condiciones del Valle Medio del Ebro.

Objetivos Específicos

I.

Seguimiento global de la calidad del agua de los FRR de

tres sub-cuencas del regadío de la CGRAA ubicadas dentro de la cuenca hidrográfica del río Alcanadre.

II.

Realización del balance de masas en una sub-cuenca que

permitirá identificar las fuentes principales de contaminación agraria.

III.

Calibración de un modelo Hidrológico medio ambiental

que permitiría un mejor conocimiento de los procesos que gobiernan la contaminación difusa en condiciones locales de los regadíos en Aragón.

Red de control detallado ! ( ! ( ! ( ! (!( ! ( ! ( ! ( ! ( ! ( !( ! ( ! ( ! ( ! ( 10 5 0 10 km

¯

Zaragoza Huesca Río G al le g o Río Eb_ro Ca na_l de M on eg_ro s delCi nca Canal Emb. de la Sotonera

Cuenca del río Alcanadre Riegos de Alto Aragón (RAA) Red de medición de la CGRAA Ríos Canales Flu_me n Río A lc an_a d re Rí o Rí o Cin_ca 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 (ER: 2005 y 2006)

‰ Fase I:3 puntos; Fase II: 3 puntos más de la red RAA

‰ Control de calidad y cantidad del agua de drenaje

‰Criterios de selección:

•

Cuenca de drenaje definida

•

Superficie no muy grande

•

Sección de control

•

Diversos usos del suelo

•

Base de datos de gestión

Ador ! ( ! ( ! ( ! (!( ! ( ! ( !( ! ( ! ( !( ! ( ! ( ! ( ! ( 10 5 0 10 km

¯

Zaragoza Huesca Río G al le g o Río Eb_ro Ca_na l de M on eg_ro s delCi nca Canal Emb. de la Sotonera

Cuenca del río Alcanadre Riegos de Alto Aragón (RAA) Red de medición de la CGRAA Ríos Canales Flu_me n Río A lc_an a d re Rí o Rí o Cin_ca 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 (ER: 2005 y 2006)

Ubicación de los puntos de mediciones del de Fase I

Sup.Tot. (ha) Sup. Cult. (ha) Sistema Riego P5 3294 2623 Superficie P11 1865 1700 Aspersión P9 9317 4920 Superficie

¾

P5 y P9: toma de muestra con periodicidad mensual

¾

P11: muestreo con periodicidad diaria

11 5

9

Ubicación de los puntos de mediciones de la Fase II Sup.Tot. (ha) Sup. Cult. (ha) Sistema Riego P4 4813 2060 Aspersión P7 3533 2633 Superficie P10 1978 1531 Aspersión

¾

P7 y P10: toma de muestra con periodicidad mensual

¾

P4: muestreo con periodicidad diaria Fase II ! ( ! ( ! ( ! (!( ! ( ! ( ! ( ! ( ! ( !( ! ( ! ( ! ( ! ( 10 5 0 10 km ¯ Zaragoza Huesca Río G al le g o Río_Eb ro Ca nal de M on_eg ros delCi nca Canal Emb. de la Sotonera

Cuenca del río Alcanadre Riegos de Alto Aragón (RAA) Red de medición de la CGRAA Ríos Canales Flu men Río A lc a_n a d re Rí o _Rí o Cin_ca 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 (ER: 2005 y 2006) 11 5 9 10 7 4 ! ( ! ( ! ( ! (!( ! ( ! ( ! ( ! ( ! ( !( ! ( ! ( ! ( ! ( 10 5 0 10 km ¯ Zaragoza Huesca Río G al le g o Río_Eb ro Ca nal de M on_eg ros delCi nca Canal Emb. de la Sotonera

Cuenca del río Alcanadre Riegos de Alto Aragón (RAA) Red de medición de la CGRAA Ríos Canales Flu men Río A lc a_n a d re Rí o _Rí o Cin_ca 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 (ER: 2005 y 2006) ! ( ! ( ! ( ! (!( ! ( ! ( ! ( ! ( ! ( !( ! ( ! ( ! ( ! ( 10 5 0 10 km ¯ Zaragoza Huesca Río G al le g o Río_Eb ro Ca nal de M on_eg ros delCi nca Canal Emb. de la Sotonera

Cuenca del río Alcanadre Riegos de Alto Aragón (RAA) Red de medición de la CGRAA Ríos Canales Flu men Río A lc a_n a d re Rí o _Rí o Cin_ca 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 (ER: 2005 y 2006) 11 5 9 10 7 4

Estación de aforo ! ( ! ( ! ( ! (!( ! ( ! ( !( ! ( ! ( !( ! ( ! ( ! ( 10 5 0 10 km

¯

Zaragoza Río G al le g o Río Eb_ro Ca_na l de M on eg_ro s Canal

Cuenca del río Alcanadre Riegos de Alto Aragón (RAA) Red de medición de la CGRAA Ríos Canales Flu_me n Río A lc an a_d re Rí o Rí o Cin_ca 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 11 5 9 21 < Q < 89 (l/s) 128 < Q < 738 (l/s) 36 < Q < 153 (l/s) Parshall

Vertedero rectangular de pared ancha con contracción lateral

Medición de caudal y = 4.07x - 35.38 R2 _{= 0.97} 20 40 60 80 100 120 140 160 180 15 25 35 45 55 Altura de agua (cm) C a uda l ( L s -1) Limnígrafo electrónico (Thalimedes) Curva de gasto

Muestreo de agua

Análisis laboratorio:

•pH, CE,

•Principales iones disueltos,

•Fósforo (tres formas),

•Nitrato (NO3)

•Plaguicidas

•Sólidos en suspensión

•Sólidos disueltos totales

Caracterización de las cuencas

Recopilar y analizar información...

Metodología

¾

Suelos

¾

Agronomía

¾

Riego

Delimitación contorno cuencas

Modelo Digital del Terreno (20x20m)/Sistema de Información Geográfica (SIG)

Metodología

Mapa de suelos

– Textura – MO

– Humedad en punto de marchitez (1500 kPa) y capacidad de campo (33 kPa) mediante placas de Richards (Hanks, 1982) – P Olsen 1 2 0 cm 30 c m

Mapa de cultivo Alfalfa Arroz Cereal Cultivos mixtos Otros Forrajes Frutal Girasol Hortaliza Maíz No cultivo Otros 2008 2009 Cuenca Superficie equipada (ha) Alfalfa (%) Maíz (%) Cereal (%) Arroz (%) 2008 2009 2008 2009 2008 2009 2008 2009 P5 3294,4 13,8 13,6 10,4 11,4 34,8 26,2 1,9 2,0 Masa exportada Masa

(Toneladas) Fósforo total Nitrógeno (Nitrato) Sales disueltos totales

2008 2009 2008 2009 2008 2009 P5 0,105 (79%) 0,157 (87%) 5,34 (40%) 6,44 (56%) 1845 (58%) 2839 (56%) P9 0,33 (48%) 0,20 (70%) 95,10 (56%) 133,8 (65%) 10597 (63%) 14906 (63%) P11 0,202 (76%) 0,228 (56%) 30,42 (79%) 67,49 (53%) 1619 (77%) 3461 (53%)

Masa exportada de fósforo total, nitrato y sales (proporción en porcentaje de la masa exportada durante la estación de riego)

Masa unitaria

(kg/ha) Fósforo total Nitrógeno (Nitrato) Sales disueltos totales

2008 2009 2008 2009 2008 2009

P5 0,037 0,059 1,87 2,40 647 1061

P9 0,077 0,091 22,22 50,42 2467 5618

P11 0,173 0,195 26,03 57,89 1386 2969

Balance de agua, sales y nutrientes: P11

(

P R LF AR

) (

ET DS PEA

)

A= + + + − + + ∆

(

NP NR NLF NAR NFM NFO NFS

)

(

NDS NE

)

N= + + + + + + − + ∆

•

Definir el sistema e identificar las entradas y salidas de

agua (flujos de sales y nutrientes asociados)

•

Año hidrológico

(

PP PR PLF PAR PFM PFO

)

(

PDS PE

)

P= + + + + + − + ∆

(

SP SR SLF SAR

)

(

PDS

)

S= + + + − ∆ Entradas _Salidas Ejemplo Balances Año ENTRADAS SALIDAS _∆ A BALANCE R P LF AR ET DS PEA AH ER ENR ---Hm3_--- ---%---2008 7,1 9,1 0,1 0,0 13,7 1,4 0,9 0,3 +1 +23 -81 2009 7,8 10,4 0,1 0,0 13,8 2,8 1,0 0,7 +4 +8 -8 Balances de agua Año ENTRADAS SALIDAS ∆P

PR PP PAR PLF PFM PFO PDS PE AH ER ENR

---toneladas---2008 0,0 1,3 0,2 0,0 94,6 7,6 0,2 45,6 57,8 28,6 29,2 2009 0,0 1,5 0,2 0,0 112,0 7,6 0,2 44,5 76,6 37,9 38,7 Balances de fósforo

(fuente: Skhiri y Dechmi, 2010)

Modelización de la contaminación difusa

¾ Modelos de simulación:

- herramienta para evaluar una situación de una forma rápida y poco costosa

- procesos difíciles de medir - Prever determinadas situaciones

¾ Modelo SWAT: evaluación de recursos hídricos y

cuantificación de contaminación difusa

0 50 100 150 200 250 300 350 J-08 F-08 M-08 A-08 M-08 J-08 J-08 A-08 S-08 O -08 N-08 D-08 Fecha (mes-año) V ol ume n dr en aj e ( 10 3 m 3) Datos observados SWAT-IRRIG SWAT2005

Modelización balance de agua

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 J-08 F-08 M-08 A-08 M-08 J-08 J-08 A-08 S-08 O -08 N-08 D-08 Fecha (mes-año) Ca ud al (l s -1 ) Observado Simulado 0 500 1000 1500 2000 2500 J-09 F-09 M-09 A-09 M-09 J-09 J-09 A-09 S-09 O -09 N-09 D-09 Fecha (mes-año) C auda l ( l s -1) O bservado Simulado Calibración Validación

Modelización transporte de sedimentos 0 1 2 3 4 5 6 J-00 J-00 J-00 J-00 J-00 J-00 J-00 J-00 J-00 J-00 J-00 J-00 Fecha (mes-año) S S (t on el ad as ) Observado Simulado 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 J-00 J-00 J-00 J-00 J-00 J-00 J-00 J-00 J-00 J-00 J-00 J-00 Fecha (mes-año) SS (t on el ad as ) Observado Simulado Calibración Validación

Modelización transporte de fósforo

0 3 6 9 12 15 J -0 8 F -0 8 M - 0 8 A -0 8 M -0 8 J - 0 8 J -0 8 A -0 8 S -0 8 O-0 8 N -0 8 D -0 8 Fecha (mes-año) PT ( k g) Observado Simulado 0 5 10 15 20 25 30

J-09 F-09 M-09 A-09 M-09 J-09 J-09 A-09 S -09 O-09 N-09 D-09 Fecha (mes-año) PT ( k g) O bservado Simulado Calibración Validación

Un índice de riesgo de pérdida de fósforo

Definición: es un valor numérico que pondera de forma cualitativa el riesgo de contaminación de las aguas por P asociado a las prácticas culturales y a las condiciones edafológicas y meteorológicas de una zona

IP = Factores Transporte * Factores Fuente

Distribución espacial de las clases de riesgo de pérdida de fósforo en el P9 (fuente: Stambouli, 2008)

Contacto: Farida Dechmi Unidad Suelos y Riegos, CITA fdechmi@aragon.es 976 716 802