Hidrogeología del sistema kárstico de La Fuentona de Muriel (Soria)

RESUMEN. La presente Tesis Doctoral, desarrolla el esquema de funcionamiento hidrogeológico del acuífero drenado por el manantial denominado La Fuentona de Muriel, declarado Monumento Natural, y propone varias medidas para la protección de este manadero que da origen al nacimiento del río Abión. Este acuífero, con una superficie aflorante de 124 km2, trata de un sinclinal de calizas del Cretácico Superior apoyadas sobre una base impermeable de margas que hacen de barrera natural por el Norte, Oeste y parte del Sur, donde también hay una barrera impermeable de Terciario arcilloso, mientras que por el Este presenta una conexión hidráulica, únicamente en aguas altas, con varios acuíferos de menor entidad. La circulación va dirigida por el eje sinclinal, de Este a Oeste, hacia La Fuentona. La velocidad del agua subterránea, obtenida mediante pruebas con trazadores, varía entre 500 m/día y 3.000 m/día con la proximidad a La Fuentona y con el régimen hidrológico, lo que indica un vaciado rápido del acuífero, poca capacidad de almacenamiento y por tanto estiajes naturales severos, condicionados por el régimen inmediato de precipitaciones. La geometría de las galerías que representan los conductos de vaciado del sinclinal acuífero por su flanco Sur está condicionada por la intersección de los planos de estratificación con la familia de fracturas dominantes indicando un estadio evolutivo hidrogeomorfológico medio. Durante el año hidrogeológico 2003-2004 La Fuentona ha tenido un caudal de 978 l/s, presentando una variabilidad del 191 %, es decir, bastante acusada, con una curva de agotamiento de expresión Qt = 137.376 * e - 0,0096 y un volumen hidrodinámico al comienzo del vaciado de 14,3 hm3. El balance hidrológico calculado para ese período ha dado como resultado una aportación pluviométrica de 93,5 x 106 hm3, una recarga natural de 28,1 x 106 hm3, una evapotranspiración de 65,4 hm3 y una extracción de agua subterránea por bombeo de 1,5 hm3, con una escorrentía superficial nula. Con una tasa de renovación total de 2 años, la recarga natural es difusa, autógena y representa el 30 % de la precipitación, mientras que las reservas permanentes resultan entre 47 y 64 hm3, sin embargo, las reservas hidrodinámicas son pequeñas y en estiaje pueden variar entre 0,45 y 14 hm3 lo que indica que el acuífero tiene poca capacidad de regulación natural y es muy influenciable a los bombeos. Se ha estimado que la porosidad eficaz varía entre 1,2 y 1,6 % y que la transmisividad alcanza un valor de 2.876,74 m2/día; así mismo, la permeabilidad media sería de 27,6 m/día, lo que refleja que se trata de un acuífero muy permeable y transmisivo. Observando las curvas de respuesta de los trazadores, se distingue una distribución normal bimodal con un máximo mucho más marcado, lo que significa que la dispersión resulta afectada por varios caminos preferenciales, aunque la gran masa de la nube avanza por un flujo dominante. Debido a la alta recuperación del trazador, se constata el escaso poder autodepurador del terreno, estableciendo una relación lineal entre la distancia y la dispersión longitudinal. Se concluye que una hipotética contaminación originada por un vertido a distancias medias o lejanas, afectaría a una gran superficie de la zona saturada del acuífero. Por este motivo, se ha establecido un perímetro de protección de la calidad del agua subterránea, que abarca una primera zona de restricciones absolutas a 2 Km alrededor de La Fuentona, (donde el tiempo de tránsito es menor de 24 horas), y una segunda zona de restricciones máximas que incluye todo el acuífero, (donde el tiempo de tránsito es menor a 50 días). Según los cálculos hidráulicos, los descensos bruscos y la disminución en el caudal medio en estiaje de La Fuentona y del río que origina, son debidos seguramente, a bombeos entre 30 y 100 l/s para riego de plantaciones truferas en la finca Los Quejigares, ya que el resto de detracciones del acuífero son de escasa entidad. Este caudal de bombeo afectaría considerablemente al manantial y lo dejaría seco durante horas y días en ciertos estiajes severos. Para la protección de la cantidad de agua subterránea de este acuífero, se propone una manera de compatibilizar esta explotación o la de un futuro abastecimiento, utilizando varias balsas de regulación, para llenarlas con bombeos efectuados en “invierno”, durante las puntas de crecida o de caudales fuertes mantenidos de La Fuentona. Para ello se necesitaría una gran capacidad de extracción de agua subterránea en poco tiempo y el recrecimiento de la balsa o balsas. Por otra parte, la extracción mediante bombeo en un pozo cerca de la Fuentona, para suplir su falta de agua en estiaje, es una posibilidad que consideramos extrema para este caso, aunque no descartable, pues podría ser la sustentadora del caudal ecológico del río Abión. ABSTRACT. The present PhD Thesis describes the evolution of a working hydrogeological of a running drained aquifer named after the well La Fuentona de Muriel, declared Natural Monument, and proposes several measures for the protection of this well that gives birth to the river Abion. This aquifer, with an emerging surface of 124 km2, is a limy sinclyne of the Superior Cretaceous, leaning on an impermeable base of marble, which sets up a natural barrier to the North, West and part of the South, where there is also an impermeable barrier of clayey Tertiary, whereas to the East it presents a hydraulic connection only in high waters with several aquifers of minor entity. The circulation is headed by the synclinal axis, from East to West, up to La Fuentona. The speed of the underground water, obtained by means of tests with tracers, changes between 500 m/day and 3.000 m/day at the proximity to La Fuentona and with the hydrological pattern what indicates a rapid emptying of the aquifer, little storage capacity and therefore natural severe low waters determined by the immediate regime of rainfalls. The geometry of the galleries represents the conduits that empty the synclinal aquifer on its southern flank, and it is determined by the intersection of the levels of stratification by the family of domineering fractures indicating an average hydrogeomorphological evolutionary stadium. During the hydrogeological year 2003-2004 La Fuentona had a volume of flow of 978 l/s, presenting a variability of 191%, that is to say, significant enough, with a curve of exhaustion of expression Qt = 137.376 * e -0,0096 and a hydrodynamic volume at the beginning of the emptying of 14,3 hm3. The calculated hydrological balance for this period has given a proved pluviometrical contribution of 93,5 x 106 hm3, one natural recharge of 28,1 x 106 hm3, an evapotranspiration of 65,4 hm3 and an underground water extraction by pumping of 1,5 hm3, with a superficial zero phreatic surface. With a rate of total renovation of 2 years, the natural recharge is difusse, autogenous and it represents a 30 % of the rainfall, whereas the permanent reserves turn to be between 47 and 64 hm3. Nevertheless, the hydrodynamical reserves are small and in low water they can vary between 0,45 and 14 hm3, which indicates that the aquifer has small capacity of natural regulation and is very easily influenced by the pumpings. It has been considered that the effective porosity varies between 1,2 and 1,6 % and that the transmissivity reaches a 2.876,74 value of square metres per day; thus the average permeability would be 27,6 m/day, revealing a very permeable and transmissive aquifer. Observing the response curves of the tracers one can distinguish a bimodal normal distribution, with a much more marked maximum, which means that the dispersion turns out to be affected by several preferential, ways though the great mass of the cloud advances by an dominant flow. Due to the high recovery of the tracer, the slight autopurifying power of the area is verified, establishing a linear relation between the distance and the longitudinal dispersion. One reaches the conclusion that a hypothetical pollution originated by a spillage in intermediate or outlying distances would affect a big surface of the saturated zone of the aquifer, therefore a protected area of the quality of the underground water has been established, and it includes a primary zone of absolute restrictions placed 2 Km around La Fuentona, where the time of movement is less than 24 hours; and a second zone of maximum restrictions that include the whole aquifer, where the time of movement is less than 40 days. According to hydraulic plans, the sudden descents and the decrease in the average volume of flow in low water of La Fuentona’s well and the river it gives birth to, is surely due to the pumpings between 30 and 100 l/s for irrigation of truffle plantations in the field Los Quejigares, since the rest of derogations of the aquifer are of minimal entity. This flow of pumping has proved in the abovementioned calculations that it would affect considerably the well and that it would dry out for hours and days in certain severe low waters, so for the protection of the quantity of underground water of this aquifer one suggests a way of making this exploitation compatible or a future supply using several rafts of regulation filling them with pumpings carried out in ‘winter’, during the tops of rise or of strong flows kept by La Fuentona. Due to this a big capacity of extraction of underground water in little time and the regrowth of the raft or rafts would be needed. On the other hand the extraction by means of pumping in a well near La Fuentona to suply the lack of water in low water is a possibility we consider to be extreme in this case, but not ruled out, since it could be the support of the ecological flow of the river Abion