PARTICULARIDADES DEL FLUJO SUBTERRANEO EN LA REGION INFERIOR DEL ARROYO TAPALQUEN (PROVINCIA DE BUENOS AIRES)

Varela, L.(1), Deluchi, M.(2) Laurencena, P.(1) y Kruse E.(3)

(1)CIC y UNLP (2)UNLP (3)CONICET y UNLP

ABSTRACT

This paper deals with the behavior of the active bed of the lower Ao. Tapalquén (Province of Buenos Aires) and its relation with the groundwater flow.

Field works were carried out that included geologic - hydrogeologic profiles and detailed hydrogeologic surveys at sites near the creek. Besides, the morphological and hydrogeological features of the drainage network were analyzed as well as the peculiarities of the climate in the study area.

The results obtained here basically lead to establish a conceptual model about the surface and ground waters relationship. Among the main controls acting upon such relationship are the morphological position of the water stream bed, the variations in hydraulic conductivity of sediments near the creek and the stream width and depth.

The possible effects of areal and through- time variations are also discussed.

RESUMEN

En este trabajo se trata de reconocer la interrelación agua superficial- agua subterránea de la región inferior del Ao. Tapalquén (Provincia de Buenos Aires).

Se realizaron relevamientos de campo, que incluyeron, además de la ejecución de perfiles geológicos e hidrogeológicos, un censo hidrológico de detalle en las proximidades del arroyo.

Se analizan las características morfológicas e hidrogeológicas de la red de drenaje y climáticas del área.

Los resultados obtenidos permiten establecer un modelo conceptual acerca de la relación agua subterránea - agua superficial. Se destacan como factores influyentes en el comportamiento, la posición morfológica del cauce, las variaciones en la conductividad hidráulica de los sedimentos situados próximos al cauce, el ancho y la profundidad de la corriente. Además se discuten los probables efectos de variaciones espaciales y temporales.

I- INTRODUCCION

En condiciones naturales existen un conjunto de cursos de agua, con nacientes en la zona serrana de Tandilia (Sierras de Tandil, Azul, Olavarría), que pierden identidad en ámbitos llanos, en lo que constituye la denominada "zona deprimida del Salado".

Esta región está sometida a periódicos anegamientos, consecuencia de lo cual el hombre ha modificado las características naturales del drenaje, tratando de evitar sus efectos perjudiciales con la construcción de canales de variadas características en cuanto a su magnitud y longitud.

Es distintivo de esta zona, además de las bajas pendientes topográficas, una red de drenaje de escasa densidad, integrada por cursos subparalelos carentes de afluentes, con llanos interfluviales donde predominan cuerpos lagunares, en general intermitentes, no conectados superficialmente con los cursos.

En contraste con los períodos de extensos anegamientos, predominan períodos donde el único recurso superficial se refiere a los escasos caudales que drenan dichos cursos.

Uno de estos arroyos es el Ao. Tapalquén, cuya cuenca superior se desarrolla hasta la ciudad de Olavarría. A partir de esta localidad, el curso drena hacia la Zona Deprimida del Salado, presentando las características generales antes mencionadas. La cuenca superior ha sido objeto de distintos estudios hidrológicos e hidrogeológicos, pudiéndose mencionar entre otros a Sala et al, 1987(a); Varela, 1988; Kruse et al, 1993; Auge, 1993; Díaz et al, 1997. En este caso se verifica que el arroyo representa una zona de descarga del agua subterránea. El volumen aportado por ésta constituye el caudal básico del arroyo que se incrementa en forma manifiesta desde las nacientes hacia la ciudad de Olavarría.

En cambio para la región inferior sólo pueden citarse antecedentes de carácter regional, entre otros el de Sala et al 1974. En esta zona existe una disminución del caudal básico hasta prácticamente su desaparición en los sectores distales (Gral Alvear), excepto en períodos de significativos excesos hídricos.

En este trabajo se trata de reconocer la interrelación agua superficial- agua subterránea de la región inferior del Ao. Tapalquén (Provincia de Buenos Aires).

El reconocimiento de la interacción entre aguas superficiales y subterráneas adquiere fundamental importancia para entender los procesos hidrológicos y así posibilitar la optimización del manejo de los recursos hídricos y comprender los fenómenos de transporte de posibles contaminantes.

UBICACIÓN DEL ÁREA - METODOLOGÍA

El área estudiada se ubica en la zona central de la Provincia de Buenos Aires, formando parte de un ambiente extrapedemontano (Sala et al, 1983). La región inferior del Ao. Tapalquén, se desarrolla al norte de la ciudad de Olavarría hasta las cercanías de la localidad de Gral. Alvear, donde el curso del arroyo va perdiendo identidad morfológica (Figura 1).

A diferencia de lo que ocurre en la cuenca superior, en este sector los límites topográficos, desde un punto de vista regional se desdibujan, por lo cual es dificultoso aplicar el concepto de cuenca hidrológica. Ello llevó a circunscribir el área de análisis a una franja angosta de alrededor de 10 km de ancho a ambos lados del arroyo por 100 km de largo, involucrando parcialmente a los Partidos de Olavarría, Tapalqué, Gral. Alvear y Azul.

Los antecedentes disponibles del medio físico e hidrométricos son realmente escasos. Las características morfológicas generales fueron analizadas en base a hojas topográficas del IGM escala 1:100.000 y 1:50.000 y mosaicos fotográficos a escala 1:50.000 del INTA.

Las tareas efectuadas durante el mes de noviembre de 1991, incluyeron reconocimientos y relevamientos de campo. Se realizaron perfiles geológicos e hidrogeológicos, además de observaciones de las características morfológicas y de las particularidades de la red de drenaje.

Simultáneamente se ejecutó un censo hidrológico de detalle en sectores seleccionados en las proximidades (hasta 500 m) del cauce activo del arroyo, incluyendo mediciones y muestreos de agua superficial y subterránea, distribuidos con el objetivo de obtener un panorama general de la relación aguas superficiales - aguas subterráneas.

CARACTERÍSTICAS REGIONALES DEL ÁREA

Se trata de un ambiente sumamente llano, desarrollado entre una cota de 160 m.s.n.m. en el sector sur hasta 60 m.s.n.m. al norte. Si bien las curvas de nivel están regularmente espaciadas y son casi paralelas, puede reconocerse una gradación en las pendientes topográficas entre los máximos valores existentes en el sector desarrollado hasta la curva de 140 m.s.n.m. donde son de aproximadamente 1.8.10 -3 y los mínimos valores establecidos al sur de Tapalqué, donde alcanzan a 0.8.10 -3 . La pendiente es uniforme con una dirección general sur - norte, hacia donde los valores disminuyen. Estos valores contrastan con los reconocidos en la cuenca superior de este mismo arroyo, donde las pendientes regionales medias oscilan entre 3 y 4.10 -3 (Fidalgo et al, 1986).

Dentro de esta morfología general pueden diferenciarse formas menores que adquieren importancia hidrológica. Se trata de elevaciones apenas pronunciadas que alternan con depresiones y cañadas.

Se debe señalar que el cauce del Ao. Tapalquén es en general de escasa expresión y con barrancas de pequeña altura a lo largo de su recorrido. En las proximidades de Olavarría pueden superar los 4m, mientras que en otros sectores ubicados agua abajo son menores a 1 m.

La pendiente longitudinal del cauce se caracteriza por sus bajos valores que oscilan entre 1.10 -3 en las proximidades de Olavarría y 0,5.10 -3 en los tramos inferiores.

No existe una red de drenaje integrada y el arroyo desaparece en este ámbito de llanura, caracterizado por bajos o cursos pequeños y apenas delineados. El hombre ha modificado las condiciones naturales con la construcción de distintos canales. Entre ellos se destacan el canal 11 y el canal Piñeyro. El primero comienza a 5km al sur de la ciudad de Tapalqué desde la margen derecha del arroyo con dirección ENE. El canal Piñeyro se desarrolla a 23 km al norte de la ciudad de Tapalqué con dirección NW, tendiendo hacia el arroyo de Las Flores.

Debido a que no existen estaciones climatológicas dentro de la región y dada la homogeneidad climática de la zona, se analizaron por ser las más próximas, las de Las Flores, Bolívar y Azul para definir las características climáticas generales. Se trata de un clima subhúmedo húmedo, mesotermal, con nula deficiencia de agua en el balance hídrico, de acuerdo a la clasificación de Thornthwaite. La precipitación media anual alcanza a 968 mm, la evapotranspiración real a 747 mm, estimándose los excesos de agua en 221 mm/año.

Los aspectos climáticos que caracterizan regionalmente a la zona fueron descriptos en distintos trabajos (Sala et al, 1987(b)). En ellos se reconoce las existencia de períodos secos y húmedos, existiendo una marcada tendencia creciente de los valores de precipitación y excesos en los balances hidrológicos a partir de 1970.

La respuesta hidrológica frente a esa variabilidad depende no sólo de la diferencia entre precipitación y evapotranspiración, sino también del estado hidrológico preexistente en la región, pudiéndose definir condiciones que van desde seco extremo a húmedo extremo (Sala et al, 1993), considerando distintos lapsos de tiempo (períodos, años, estaciones o meses)

Desde un punto de vista hidrogeológico, la región está cubierta por sedimentos medianamente permeables. Se trata de depósitos Pampeanos en los interfluvios y Postpampeanos de origen fluvial o lacustre en bajos y cauces. Los primeros están constituidos por un sedimento limoso, castaño rojizo, con impregnaciones de carbonato de calcio. Discordantemente a éstos se ubican los segundos, con una composición litológica predominante limo - arcillosa. La conductividad hidráulica de estos sedimentos puede ser algo inferior a la de los Pampeanos, aunque se reconocen anisotropías locales que la aumentan o la disminuyen según los distintos sectores. Estos últimos depósitos adquieren significación en el análisis que se realiza ya que son los que prevalecen en las proximidades del cauce del Ao. Tapalquén.

El conocimiento de subsuelo es deficiente. De acuerdo a datos regionales se acepta una profundización de las rocas del basamento hacia el eje de la cuenca del Salado, donde el espesor de las rocas sedimentarias puede superar los 6000m. Se reconocen las secciones epiparaniana, paraniana e hipoparaniana, establecidas por Sala et al (1974). Según los mapas publicados por Hernández et al (1975) se desprende que las dos últimas se desarrollan aguas abajo de Olavarría.

RESULTADOS y DISCUSION

Los resultados obtenidos de los relevamientos han permitido elaborar en detalle las curvas isofreáticas y líneas de flujo en las proximidades del cauce, para los distintos sectores. Debe señalarse que corresponden a noviembre de 1991, coincidiendo con un período relativamente seco.

En la Figura 2 es posible observar el esquema de detalle de cada uno de los sitios seleccionados. En la Tabla I se resumen las características fundamentales de cada uno de los sectores.

Los niveles freáticos se encuentran a escasa profundidad, que oscila para el momento del relevamiento entre 1 y 3 m. Los gradientes hídricos varían entre 2.10 -3 y 15.10-3

Se destaca para el momento del relevamiento la condición efluente del curso con respecto al agua freática en todos los sitios.

Las muestras de agua subterránea extraídas en las perforaciones adyacentes al curso y las de agua superficial indican un aumento en los contenidos salinos (conductividad) en el sentido de flujo, que de por sí resulta un primer indicio de lo verificado mediante el mapa de flujo.

Regionalmente el escurrimiento subterráneo predominante es paralelo al curso. El análisis efectuado muestra que localmente, para la época del relevamiento y afectando una franja de escasos metros a ambos lados del cauce, existe una tendencia convergente del flujo de agua subterránea hacia el cauce. Ello marca una diferencia significativa con la cuenca superior, donde la convergencia del flujo hacia el arroyo incluye a una región extensa que comprende a prácticamente la totalidad de la cuenca de drenaje superficial.

Dicha diferenciación marca aportes de agua subterránea hacia el arroyo distintos entre la cuenca superior y la región inferior que se analiza. Cuantitativamente el aporte en este último caso no es de una magnitud significativa. Debe tenerse en cuenta que la transmisividad regional del acuífero somero, de acuerdo a ensayos realizados y a experiencias en otros cursos de la región (Sala et al, 1979; Kruse et al 1995), puede oscilar entre 5 y 10 m 2 /día. Si se considera el gradiente hídrico estimado (Tabla 1), que es del orden de 10 -3 , se obtiene una aporte de agua subterránea de aproximadamente 10 m 3 /día por km de longitud del arroyo y desde cada una de las márgenes. Se puede establecer un caudal básico para la cuenca superior del orden de 1 m 3 /seg (Varela, 1992) el cual representaría un aporte de agua subterránea al arroyo de alrededor de 400 m 3 /d por km de cauce y por cada margen.

Debe tenerse en cuenta que en la región inferior el flujo en el arroyo es sumamente lento (menor a 20 cm/seg), y el agua está sujeta a la evaporación que se produce desde la superficie de agua libre. Si se considera como una primera aproximación y como valor mínimo, que la lámina de agua evaporada puede estar representada por la evapotranspiración potencial (Thornthwaite), la evaporación sería del orden de 3 mm/día. Ello resulta de la asignación diaria del valor mensual correspondiente para el mes en que se efectuó el relevamiento y considerando que las temperaturas medias mensuales, que es el factor primario en la estimación, presentan un rango de variación escaso entre años sucesivos.

Si se considera que el ancho medio del arroyo es de 5 m, ello significaría la existencia de valores similares de descarga de agua subterránea (4 mm/día) y de evaporación (3 mm/día).

Esta estimación, si bien es aproximativa, podría indicar valores relativamente comparables de modo que el aporte subterráneo al arroyo en este tramo, que se manifestaría como caudal básico, sería compensado por la evaporación. De esta forma el arroyo se transforma prácticamente en un elemento conductor de caudales generados en la cuenca superior donde, si bien la evaporación se podría considerar de una magnitud similar, son mayores los volúmenes aportados por el agua subterránea al arroyo.

Las evidencias analizadas localmente y acotadas al momento del relevamiento conducen a establecer un modelo conceptual acerca del comportamiento de la relación agua subterránea -agua superficial. Esta última surge como la respuesta de distintos factores que actúan interrelacionados. Además de la posición morfológica del cauce (sector más deprimido de la región), influyen las variaciones en la conductividad hidráulica de los sedimentos situados próximos al cauce, el ancho y la profundidad de la corriente.

Las variaciones de conductividad hidráulica son visualmente apreciables en los distintos perfiles geológicos relevados, influyendo las proporciones de sedimentos limoarcilloso o limoarenoso, asociados a la disposición de materiales calcáreos. Ello tiene su reflejo en las variaciones que se observan en la configuración y gradientes de la red de flujo subterráneo en los distintos sitios analizados (Figura 2).

En el período seco es mayor la profundización de los niveles freáticos, disminuyendo los gradientes hídricos y por lo tanto los volúmenes de escurrimiento subterráneo local hacia el arroyo.

Además, es mayor la significación de la evaporación y menor el caudal básico generado en la cuenca superior. En estas condiciones las áreas de agua superficial tienden a disminuir e incluso desaparecer.

En cambio en el período húmedo se produce el ascenso y afloramiento de niveles freáticos, aumentando el caudal subterráneo drenado hacia el arroyo y a su vez se incrementan los volúmenes conducidos por el arroyo desde la cuenca superior. Se origina así un flujo mayor de agua en el arroyo y los sectores bajos permanecen cubiertos de agua. Ello puede llegar a generar anegamientos generalizados y prolongados.

El comportamiento de los canales construidos continuando en parte la traza de los arroyos (canal Piñeyro) y en forma transversal al arroyo (canal 11) estarían definidos por los mismos factores analizados.

Estas particularidades podrían no ser únicas, sino que corresponderían a varios de los arroyos que con nacientes en las sierras del sistema de Tandilia, desaparecen al alejarse de las mismas.

CONCLUSIONES

El agua subterránea presenta, para el momento del relevamiento, una condición efluente con respecto al agua superficial en todos los sitios analizados del Ao. Tapalquén.  

Regionalmente el escurrimiento subterráneo predominante es paralelo al curso, pero localmente en una franja de escasos metros (500 m), a ambos lados del cauce, existe una tendencia convergente del flujo de agua subterránea hacia el cauce.

Cuantitativamente este aporte subterráneo no es de una magnitud significativa, pero es suficiente para mantener el cauce activo, aún en períodos secos, sosteniendo ello el desarrollo de un ecosistema particular en la región.

Una primera aproximación permite estimar que el aporte subterráneo al arroyo, en un período seco, sería compensado por la evaporación desde la superficie libre de agua, no existiendo un incremento en el caudal básico. De esta forma el arroyo se transforma prácticamente en un elemento conductor de caudales generados en la cuenca superior.

Los cambios espaciales en el sentido de flujo y los gradientes hídricos se pueden vincular a la posición morfológica del cauce, las variaciones en la conductividad hidráulica de los sedimentos situados próximos al cauce, el ancho y la profundidad de la corriente.

En las variaciones temporales, de acuerdo a distintos intervalos de tiempo, influyen las variaciones de las precipitaciones, de la evapotranspiración, de la evolución de los niveles freáticos y de las áreas cubiertas por el agua en la superficie.

TRABAJOS CITADOS EN EL TEXTO

Auge, M. P., 1993. Abastecimiento de agua potable a la Ciudad de Olavarría, Provincia de Buenos Aires- Informe final. Consejo Federal de Inversiones, Municipalidad de Olavarría, Obras Sanitarias de la Prov de Bs As, 121p . La Plata.

Díaz, O, Colasurdo, V. y Usunoff, E., 1997. Inferencias hidroquímicas a partir de datos hidroquímicos en la cuenca del arroyo Tapaqlué. I Congreso Nacional de Hidrogeología. Actas :267-280. Bahía Blanca.

Fidalgo, F., Gentile, R. y Correa, H. 1986. Geología y Geomorfología en la cuenca del arroyo Tapalqué. Informe Nº 30 Comisión Investigaciones Científicas de la Prov de Bs As. La Plata.

Hernández, M.; Fili, M.; Auge, M. y Ceci, J. 1975. Geohidrología de los acuíferos profundos de la provincia de Buenos Aires, VI Congreso Geológico Argentino:479- 499. Bahía Blanca.

Kruse, E, Rojo, A. y Varela, L. 1993. Características hidroquímicas subterráneas de la cuenca del Ao. Tapalqué (Buenos Aires). XII Congreso Geológico Argentino. Actas: VI (208-215). Mendoza.

Kruse, E.; Aguglino, R. y J. M. Sala; 1995. Aspectos geohidrológicos de la Cuenca del Ao. Azul (Buenos Aires). Revista Instituto de Geología y Minería (Universidad Nacional de Jujuy). Vol:10 pp: 55-72. Jujuy.

Sala, J. M.; Ceci, J. y Kersfeld, A. 1974 Contribución al mapa geohidrológico de la provincia de Buenos Aires, escala 1:500.000, zona central oriental. DYMAS-CFI. Informe inédito. La Plata.

Sala, J. M. y Kruse, E., 1979. Estimación de transmisividad regional en base al balance hidroquímico

Regionalmente el escurrimiento subterráneo predominante es paralelo al curso, pero localmente en una franja de escasos metros (500 m), a ambos lados del cauce, existe una tendencia convergente del flujo de agua subterránea hacia el cauce.

Cuantitativamente este aporte subterráneo no es de una magnitud significativa, pero es suficiente para mantener el cauce activo, aún en períodos secos, sosteniendo ello el desarrollo de un ecosistema particular en la región.

Una primera aproximación permite estimar que el aporte subterráneo al arroyo, en un período seco, sería compensado por la evaporación desde la superficie libre de agua, no existiendo un incremento en el caudal básico. De esta forma el arroyo se transforma prácticamente en un elemento conductor de caudales generados en la cuenca superior.

Los cambios espaciales en el sentido de flujo y los gradientes hídricos se pueden vincular a la posición morfológica del cauce, las variaciones en la conductividad hidráulica de los sedimentos situados próximos al cauce, el ancho y la profundidad de la corriente.

En las variaciones temporales, de acuerdo a distintos intervalos de tiempo, influyen las variaciones de las precipitaciones, de la evapotranspiración, de la evolución de los niveles freáticos y de las áreas cubiertas por el agua en la superficie.

TRABAJOS CITADOS EN EL TEXTO

Auge, M. P., 1993. Abastecimiento de agua potable a la Ciudad de Olavarría, Provincia de Buenos Aires- Informe final. Consejo Federal de Inversiones, Municipalidad de Olavarría, Obras Sanitarias de la Prov de Bs As, 121p . La Plata.

Díaz, O, Colasurdo, V. y Usunoff, E., 1997. Inferencias hidroquímicas a partir de datos hidroquímicos en la cuenca del arroyo Tapaqlué. I Congreso Nacional de Hidrogeología. Actas :267-280. Bahía Blanca.

Fidalgo, F., Gentile, R. y Correa, H. 1986. Geología y Geomorfología en la cuenca del arroyo Tapalqué. Informe Nº 30 Comisión Investigaciones Científicas de la Prov de Bs As. La Plata.

Hernández, M.; Fili, M.; Auge, M. y Ceci, J. 1975. Geohidrología de los acuíferos profundos de la provincia de Buenos Aires, VI Congreso Geológico Argentino:479- 499. Bahía Blanca.

Kruse, E, Rojo, A. y Varela, L. 1993. Características hidroquímicas subterráneas de la cuenca del Ao. Tapalqué (Buenos Aires). XII Congreso Geológico Argentino. Actas: VI (208-215). Mendoza.

Kruse, E.; Aguglino, R. y J. M. Sala; 1995. Aspectos geohidrológicos de la Cuenca del Ao. Azul (Buenos Aires). Revista Instituto de Geología y Minería (Universidad Nacional de Jujuy). Vol:10 pp: 55-72. Jujuy.

Sala, J. M.; Ceci, J. y Kersfeld, A. 1974 Contribución al mapa geohidrológico de la provincia de Buenos Aires, escala 1:500.000, zona central oriental. DYMAS-CFI. Informe inédito. La Plata.

Sala, J. M. y Kruse, E., 1979. Estimación de transmisividad regional en base al balance hidroquímico