Estimación de la recarga media anual de acuíferos : aplicación al Baix Ebre
Authors:   , Espinosa Martínez Sara 
Published: July 2023

To test the applicability of atmospheric chloride deposition balance and soil water balance in the estimation of aquifer recharge , the chosen area is Vall Baixa de I'Ebre. This is a coastal area of semi-arid climate, which is located to the northeast of the Iberian peninsula, between Tortosa and Morella, where field experimentation has been carried out. The aquifer is hydrodynamically complex. It comprises the Plana de La Galera, between the rivers Ebro and La Senia, and part of Els Ports de Beseit-Tortosa, a high mountainous carbonate mass if. The average annual rainfall is 550 mm.yr-1 in the Plana de La Gal er-a and 1100 m m .yr-1 in the Ports de Beseit-Tortosa . To refine the results obtained us ing these two methods a conceptual model of functioning based on geologicalhydrogeological information has been defined with the support of hydrogeochim ical and isotopic environmental water techniques, consideri ng and eva luating the effect of surface runoff originating in the mountainous area .
From the definition of the conceptual hydrogeological mode I and the global study of the hydrological functioning of the Ports de Beseit- Tortosa massif, beyond of the study area (NW slope, Matarrafia River basin), and the SE s lope, Plana de La Galera, it has been possible to estimate the occasional average annual surface runoff, approximately 105 ± 20 mm .yr-1 in the
15 years of data. Multi-annual average recharge in the period of data after the soil water balance in the Plana de La Galera varies between 215 and 240 m m .yr-1, standard deviation varying between 20 and 25 m m .yr-1 , accord ing to the sub-zone, and is 500 ± 60mm .yr-1 on the Ports de Beseit-Tortosa. The balance of atmospheric chloride deposition in the Plana de La Galera provides values of the multi-annual average recharge of130-175 mm.yr-1 with as tandard deviation of35-70 mm.yr-1 and 315-365m m .ayr-1 in the Ports de Beseit- Tortosa with a standard deviation of 150-160 mm .yr-1. The coefficients of variation are around 0.1 for the soil water balance and around 0.35 for the atmospheric chloride deposition
balance. With this coefficient of variation the values obtained by the soil water balance are with in the expected range of annual average recharge produced according to the atmospheric chloride deposition balance. The dispersion of the ratio the annual recharge to annual precipitation is typical of semi-arid climates , with an average threshold of rainfall required for recharge to occur between 240-300 mm .yr-1 on the Plana de La Gal era and between 56-108
m m .yr-1 for the Ports de Beseit-Tortosa , indicating a greater capacity for recharge in the Ports in dry years. The annual and monthly distribution of recharge is concentrated in October, December, January and May, with peaks that show that recharge occurs due to extraordinary events of precipitation , being the 1% of the ra ins of greater magnitude which produce 70% of the recharge. The inputs to the system are estimated to be 285 hm3.yr-1. This is the sum of the recharge by precipitation, by surface runoff and as irrigation return flows . The outputs by pumping and groundwater discharges to the Ebro River and the Mediterranean Sea in the coastline of the Plana de ,l\lcanar have been estimated between 120-320 hm3.yr-1.These lasts discharges are very difficult to quantify, but their range comprise the estimated range of recharge.
Para ensayar Ia aplicabilidad del método de balance de Ia deposición atmosférica de ion cloruro y del balance de agua en el suelo con el código Visual Balan para Ia estimación de Ia recarga media multianual se ha elegido el área de Ia Vall Baixa de I'Ebre. Se trata de un área costera de clima mediterráneo semiárido emplazada al noreste de Ia península Ibérica, entre Tortosa y Morella. El sistema acuífero es hidrodinámicamente complejo. Comprende Ia Plana de La Galera, entre los ríos Ebro y La Sénia, y parte de los Ports de Beseit-Tortosa , un elevado macizo montañoso carbonático. La precipitación media anual es de 550 mm .a-1 en Ia Plana de La Gal era y 11 00 mm .a-1 en los Ports de Beseit-Tortosa. Para refinar los resultados obtenidos mediante esos dos métodos se ha definido un modelo conceptual de funcionamiento a partir de Ia información geológica-hidrogeológica y con el apoyo de técnicas hiodrogeoquímicas e isotópicas ambientales del agua, considerando y evaluando el efecto que tiene Ia escorrentía superficial que s e produce en Ia zona montañosa. A partir de Ia definición del modelo hidrogeológico conceptual y del estudio global del funcionamiento hidrológico del macizo de los Ports de Beseit-Tortosa en todo su ámbito geográfico e hidrogeológico , mas alía de Ia zona del estudio (vertiente NW, cuenca del rio Matarraña) y vertiente SE, Plana de La Galera, ha sido posible hacer una estimación de Ia escorrentía superficial ocasional media que se produce obteniendo una magnitud de 105 ± 20 mm .a-1 en un periodo de 15 años de datos. La recarga media anual en el periodo de datos según el balance de agua en el suelo en Ia Plana de La Galera varia entre 215 y 240 mm .a-1, con una desviación estándar entre 20 y 25 mm .a-1, según Ia sub-zona, yes de 500 ± 60 mm .a-1 en los Ports de Beseit-Tortosa. El balance de Ia deposición atmosférica de ion cloruro en Ia Plana de La Galera proporciona valores de Ia recarga media multianual de 130-175mm .a-1 con una desviación estándar de 35-70 mm .a-1 yen los Ports de Beseit-Tortosa de 315-36 mm .a-1 con una desviación estándar de 150-160mm .a-1. Los coeficientes de variación se sitúan en torno al 0,1 para el balance de agua en el suelo yal 0,35 con el balance de Ia deposición atmosférica de ion cloruro. Con este coeficiente de variación los valores obtenidos por el balance de agua en el suelo están dentro del rango esperable de recarga media anual producida según el balance de Ia deposición de cloruros. La relación recarga-pluviometría es típica de climas semiáridos, con un umbral media de pluviometría para que exista recarga de 240-300 mm.a-1 en Ia Plana de La Galera y entre 56-108 mm.a-1 para los Ports de Beseit-Tortosa, lo que muestra una capacidad mayor de recarga en colas altas en años secos. La distribución anual y mensual de Ia recarga se concentra en los meses de octubre, diciembre, enero y mayo con máximos que reflejan que Ia ocurrencia de recarga se produce, en buena parte, debido a eventos de precipitación extraordinarios; el1% de las lluvias diarias de mayor magnitud produce el 70% de Ia recarga. Las entradas al sistema se estiman en unos 285 hm3.a-1 que es Ia suma de Ia recarga por precipitación, Ia recarga por escorrentía superficial y los retornos de riego. Las salidas por bornbeo y las descargas s subterráneas, tanto al margen derecho del rio Ebro como al Mar Mediterráneo en Ia franja literal de Ia Plana de Alcanar, han sido estimadas entre 120-320 hm3.a-1, estas últimas muy difíciles de cuantificar, pero que enmarcan bien Ia evaluación de Ia recarga.