Surface water-groundwater interactions in sand dune ponds located in doñana national park

Resumen

El conocimiento de las relaciones aguas superficiales-aguas subterráneas en las lagunas peridunares de Doñana ha mejorado de forma progresiva desde que se inició su estudio hace más de tres décadas. No obstante, faltaba información actualizada sobre la caracterización y la diferenciación en el comportamiento de cada una de las lagunas que conforman este ecosistema. Este trabajo se justifica, además, dado que, ciertas de estas lagunas no habían sido antes estudiadas desde un punto de vista hidrogeológico. En esta Tesis Doctoral se ha profundizado en tres aspectos desde un enfoque multimetódico: En primer lugar, se ha perfeccionado el conocimiento sobre el funcionamiento hídrico de la laguna de Santa Olalla. Esto tiene interés, ya que se trata del único cuerpo de agua de esta tipología que tiene agua durante todo el año y hay un gran número de especies, principalmente aves, que dependen de esta condición. Para la consecución de este objetivo, se han utilizado tanto métodos puramente hidrodinámicos, como la estimación de gradientes hidráulicos o la realización de balances hídricos en múltiples periodos de tiempo, como métodos hidroquímicos que incluyen análisis de isótopos. También se han realizado análisis de series temporales para poder identificar, principalmente a escala horaria, patrones no fácilmente detectables con los métodos anteriormente mencionados. Mediante estas técnicas se ha determinado que la laguna de Santa Olalla debe su hidroperiodo permanente a la existencia de una alimentación subterránea de tipo tanto local como regional. Esta condición marca la diferencia entre esta laguna y las demás en la zona de estudio, de hidroperiodo temporal. Por otro lado, se ha comprobado que el funcionamiento de la laguna de Santa Olalla difiere desde el punto de vista estacional. En este sentido, se ha constatado que existen inversiones de la dirección del flujo entre estaciones secas y húmedas y que el acuífero regional cobra más importancia durante el verano, cuando los niveles del acuífero local están más deprimidos. Por otro lado, la evaporación desde la lámina de agua juega un papel fundamental en las salidas desde la laguna. Además, a través del análisis de isótopos estables en muestras de agua tomadas de la laguna, se ha evidenciado que la señal evaporativa es mayor en el centro de la laguna que en las orillas. Estos resultados refuerzan la hipótesis de la descarga de agua subterránea local a través de las orillas. El segundo de los logros de esta tesis es la estimación, mediante balances hídricos diarios y métodos térmicos, de las tasas de descarga y recarga de agua subterránea hacia tres de estas lagunas (Santa Olalla, Zahíllo y Sopetón) y viceversa. La información previa sobre estas tasas era muy escasa, especialmente en el caso de las lagunas de Zahíllo y Sopetón. Además, la realización de balances hídricos en las tres lagunas durante periodos de tiempo similares ha permitido la comparación del funcionamiento de cada una de las lagunas. Esto se ha podido identificar lagunas de descarga, tipología que comparten las lagunas de Santa Olalla y Sopetón, con tasas media de descarga estimada de 2.3 y 1.8 mm/día, respectivamente, y lagunas de recarga, que sería la tipología de la laguna de Zahíllo, cuya tasa de recarga es de 0.1 mm/día en el periodo estudiado y que sería el resultado de un cambio en su tipología natural. En último lugar, se ha investigado el efecto que tienen las extracciones de agua subterránea para consumo humano del núcleo costero de Matalascañas en estos ecosistemas. Para llevar esto a cabo, se han utilizado también en este caso metodologías anteriormente mencionadas. A través de ellas se ha puesto de manifiesto la afección de la laguna de Zahíllo, cuya superficie de inundación se ha reducido a más de la sexta parte de la cubeta original, como consecuencia de las extracciones en el mencionado núcleo costero. Tanto el funcionamiento hídrico como laguna de recarga como los análisis hidroquímicos de iones mayoritarios, en los que se ha comprobado que el agua superficial tiene menor contenido en sales que el agua subterránea, han apuntado en esta dirección. No obstante, en la laguna de Santa Olalla no se han observado indicios de un comportamiento hídrico alterado a consecuencia de las extracciones mediante ninguna de las metodologías utilizadas.