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Iº Concurso Nacional en “Riesgo y Seguro Agropecuario”

SISTEMA DE ALERTA TEMPRANA DE INUNDACIONES PARA EL SUR DE CÓRDOBA.

Septiembre, 2005

Ing. Agr. Dr. Américo José Degioanni1

Ing. Agr. MSc. José Manuel Cisneros2

Ing. Agr. MSc. Alberto Cantero3

Ing. Elec. Pedro Ducanto4

Ing. Telec. Fernando Corteggiano5

Ing. Telec. Martín Escobar6

Ing. Telec. Diego Gagliesse7

Ing. Telec. Ariel Poloni8

Alumno Mariano Amor9

Alumno Horacio Videla Mensegue10

Anal. Sist. Mauro Marozzi11

Alumno Daniel Garcia12

Alumno Pablo Garay13

Alumno Daniel Salusso14

Ing. Agr. Sergio Rang15

Prof. Silvia Arpellino16

1 Profesor de la Facultad de Agronomía y Veterinaria. Universidad Nacional de Río Cuarto. Ruta Nac. 36 - Km. 601. CP X5804BYA Río Cuarto. 2 Profesor de la Facultad de Agronomía y Veterinaria. Universidad Nacional de Río Cuarto 3 Profesor de la Facultad de Agronomía y Veterinaria. Universidad Nacional de Río Cuarto 4 Profesor de la Facultad de Ingeniería. Universidad Nacional de Río Cuarto 5 Profesor de la Facultad de Ingeniería. Universidad Nacional de Río Cuarto 6 Profesor de la Facultad de Ingeniería. Universidad Nacional de Río Cuarto 7 Profesor de la Facultad de Ingeniería. Universidad Nacional de Río Cuarto 8 Profesor de la Facultad de Ingeniería. Universidad Nacional de Río Cuarto 9 Alumno de Ing. Telecomunicaciones. Facultad de Ingeniería. Universidad Nacional de Río Cuarto 10 Alumno de Ing. Agronómica. Facultad de Agronomía y Veterinaria. Universidad Nacional de Río Cuarto 11 Alumno de Cs. de la Computación. Facultad de Cs. Exactas. Universidad Nacional de Río Cuarto 12 Alumno de Ing. Telecomunicaciones. Facultad de Ingeniería. Universidad Nacional de Río Cuarto 13 Alumno de Ing. Telecomunicaciones. Facultad de Ingeniería. Universidad Nacional de Río Cuarto 14 Alumno de Ing. Electricista. Facultad de Ingeniería. Universidad Nacional de Río Cuarto 15 Profesor del Instituto Provincial de Enseñanza Media N°25. Villa Rossi 16 Profesora del Instituto Provincial de Enseñanza Media N°25. Villa Rossi.

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SISTEMA DE ALERTA TEMPRANA DE INUNDACIONES PARA EL SUR DE CÓRDOBA.

RESUMEN El sur de la provincia de Córdoba ha sido afectado por recurrentes eventos de inundaciones causando pérdidas millonarias en la producción agropecuaria y en la infraestructura pública y privada de la región. El objetivo de este trabajo es presentar un Sistema de Alerta Temprana de inundaciones para el departamento Presidente Roque Sáenz Peña (Córdoba, Argentina) mediante la aplicación de pronósticos climáticos y técnicas de simulación. El sistema de alerta se compone de cuatro subsistemas: a. generación de datos climáticos y edáficos desde una estación remota, b. transmisión de datos mediante telefonía celular, c. procesamiento y análisis de datos mediante modelos de simulación y d. comunicación de la información en el sitio Web http://www.proin.unrc.edu.ar. Actualmente el sistema permite informar sobre la evolución de las variables climáticas y edáficas registradas, sobre la posibilidad de ocurrencia de inundaciones por anegamiento a partir de simulaciones del balance hídrico local y efectuar recomendaciones de medidas preventivas para el sector agropecuario y organizaciones públicas y privados. Se presentan los resultados obtenidos por el sistema para el ciclo agrícola 2004 – 2005.

PALABRAS CLAVES: aplicaciones de pronósticos climáticos.

SUMMARY The south of Cordoba province (Argentine Republic) is affected by cycling flooding events wich cause millionaire losses in farming production and public and private regional infrastructure. The goal of this work is to present a flooding Early Alert System for the Presidente Roque Sáenz Peña County, developed to climatic forecasts applications and simulation techniques. The system is made up of four subsystems: a. generation of climate and soil data from a remote station, b. data transmission by a cellular phone network, c. processing and analysis of data by simulation models and communication of the processed information in the Web site: http://www.proin.unrc.edu.ar. At the present the system allows to inform about the evolution of the registered climatic and soil variables, the possibility of occurrence of floods from simulations of water balance, and to expose preventive recommendations to the farmers and public and private organization. In this work predictive results of 2004 - 2005 farming cycle are shown.

KEY WORDS: climate forecasts applications

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INTRODUCCIÓN

Las inundaciones son un tipo de desastre natural que se definen como la presencia de agua en lugares, formas y tiempos que resultan inadecuados para las actividades humanas y producen afectaciones económicas, sociales y ambientales. Las inundaciones se pueden clasificar en tres tipos: súbita o de tipo torrencial, lenta o de tipo aluvial y de anegamiento o encharcamiento.

La inundación de tipo torrencial (inundación súbita) es producida en ríos de montaña y originada por lluvias intensas. El área de la cuenca aportante, por lo general, es reducida y tiene fuertes pendientes. El aumento de los caudales se produce cuando la cuenca recibe la acción de las lluvias durante determinadas épocas del año, por lo que las crecientes suelen ser repentinas y de corta duración. Estas inundaciones son generalmente las que causan los mayores estragos en la población por ser intempestivas.

La inundación de tipo aluvial (inundación lenta) se produce cuando hay lluvias persistentes y generalizadas dentro de una gran cuenca, generando un incremento paulatino de los caudales de los ríos hasta superar la capacidad máxima de almacenamiento y traslado de agua. Se produce entonces el desbordamiento y la inundación de las áreas planas aledañas al cauce principal. Las crecientes así producidas son inicialmente lentas y tienen una gran duración.

La inundación por anegamiento – encharcamiento es un fenómeno que se produce a causa de la saturación del suelo generalmente por efecto de una capa freática que oscila a poca profundidad de la superficie del mismo. Este tipo de inundación se caracteriza por la presencia de láminas delgadas de agua sobre la superficie del mismo en pequeñas o grandes extensiones que, por lo general, son áreas planas a suavemente onduladas, con baja capacidad de drenaje superficial. El fenómeno puede durar desde pocas horas hasta unos pocos días.

Se define como nivel crítico de una inundación a un determinado umbral que, superado el mismo, el proceso comienza a producir afectaciones. Por ejemplo, para una inundación aluvial un determinado nivel de un río puede ser el indicador que, sobrepasado dicho nivel, comienzan los desbordes que pueden causar inundaciones en el sitio o en las áreas aledañas localizadas aguas abajo o aguas arriba del punto de referencia. En una inundación por anegamiento o encharcamiento la oscilación de la capa freática en los suelos dentro de un determinado rango de profundidad, es un excelente indicador del nivel crítico porque, a partir de determinado umbral, afecta las actividades que se desarrollan en el suelo.

Las inundaciones que afectan el sur de la provincia de Córdoba posee entre en sus causas factores naturales y antrópicos en interacción compleja y dinámica tanto en el espacio y como en el tiempo (Cisneros et al, 2001). Entre los factores naturales se destacan:

a) Climatológicos: se ha comprobado un incremento anual de las precipitaciones con la existencia de ciclos húmedos y secos interanuales y la aparición de eventos pluviométricos de recurrencia extraordinaria

b) Topográficos: la zona está ubicada en áreas de llanuras muy planas o suavemente onduladas, con relieves deprimidos, con muy baja pendiente y sin una red de drenaje definida naturalmente.

c) Hidrológicos: son sectores de tránsito o recepción final de agua, sales y sedimentos de las cuencas regionales con dos ríos principales (Cuarto o Chocancharaba y Quinto o Popopis) y de varios arroyos menores (Santa Catalina, del Gato, Ají entre otros).

d) Hidrogeológicos: la existencia de un acuífero poco profundo y de variado contenido de sales cuyas oscilaciones de nivel están vinculadas al balance hídrico local y regional y que

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cumple un rol movilizador de agua y solutos en los suelos que definen estados de anegamiento o salinización de los mismos.

e) Edafológicos: se trata de paisajes de origen eólico y fluvial lo que ha dado origen a una génesis de suelos compleja, de variada permeabilidad, salinidad y sodicidad.

Entre los factores asociados a la acción del hombre se destacan:

a) La presencia de una red de canales de desagüe y drenaje de escurrimientos y freáticas respectivamente, que alteran la circulación subterránea y superficial del agua. En igual sentido, la red de caminos actúa, por lo general, como modificadora del curso natural de las aguas.

b) El incremento del uso agrícola sobre tierras de aptitud ganadera y el uso intensivo en tierras aptas para agricultura, producen degradación de los suelos, con el consiguiente incremento de los escurrimientos locales de agua y pérdida paulatina de productividad de las tierras.

c) Las acciones aisladas para control de inundación, como la presencia de bordos, colocación de alcantarillas o rotura de terraplenes, si bien aparecen como soluciones momentáneas, por lo general trasladan los problemas aguas abajo.

El conjunto de factores identificados definen como tipo principal de inundación que afecta el sur de la provincia de Córdoba al de anegamiento o encharcamiento de grandes superficies con algunos episodios de inundación tipo aluvial en zonas aledañas a los cursos de agua. En tal sentido, la región ha sido escenario de cinco eventos de inundación desde 1978 a 2001 que ha causado pérdidas millonarias según estimaciones de diferentes investigadores. Por ejemplo, para el evento ocurrido entre 1997-1998 se estimaron pérdidas económicas en el orden de $100 millones (Cantero et al., 1998) y para el evento 1998-1999 el Instituto de Estudios Sociales y Políticos de Laboulaye estimó pérdidas por $57 millones mientras que Peretti et al. (1999) estimaron, para el mismo evento, $ 81 millones de pérdida. Estas estimaciones de daño económico contabilizan sólo las pérdidas originadas en la producción agropecuaria sin contar las ocurridas sobre la infraestructura pública y privada. Tampoco se ha tenido en cuenta el daño residual que produce cada inundación sobre suelos productivos (por salinización y alcalinización) y sobre los humedales reguladores del ciclo hidrológico (por colmatación con sedimentos). De Prada (2004) estimó que se pierden anualmente alrededor de $18 millones por el daño irreversible en la capacidad productiva de las tierras y en los servicios ecológicos de los humedales regionales.

Actualmente en la región se están ejecutando un conjunto de obras por parte de los gobiernos de la Provincia de Córdoba -Plan Integral de Sistematización de Excedentes Hídricos y de la Nación -Plan Federal de Control de Inundaciones. La finalidad de las obras es controlar los excedentes hídricos superficiales través de la construcción de presas reguladoras y conducir los mismos hacia el océano Atlántico a través de canales, compuertas y estaciones de bombeo. Si bien estas obras darán solución al excedente hídrico superficial, continua latente el problema de las inundaciones por anegamiento debido al ascenso del nivel freático ya que con este tipo de exceso de agua hay que convivir permanentemente pues resulta prácticamente imposible realizar obras de drenaje subsuperficial con alcance a todo el territorio afectado.

A partir de la disponibilidad de pronósticos climáticos de distintos organismos nacionales e internacionales y de técnicas de simulación del proceso de inundación por anegamiento, es posible generar información anticipada del mismo y establecer canales de comunicación alertando a los productores agropecuarios y los organismos con responsabilidad en la gestión territorial medidas de prevención o mitigación necesarias de implementar en caso de un evento extraordinario. Este procedimiento es lo que constituye un Sistema de Alerta hidrológico (ALFWSH, 1997) y está formado por cuatro subsistemas básicos:

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a. Subsistema de generación de datos: incluyen las tecnologías de medición “in situ” tales como estaciones automatizadas y de medición “remota” como las imágenes de satélite.

b. Subsistema de transmisión de datos: incluye las tecnologías de telecomunicaciones para intercomunicar las estaciones generadoras de datos con un centro de procesamiento.

c. Subsistema de procesamiento y análisis de datos: es el que transforma los datos en información mediante técnicas de simulación.

d. Subsistema de comunicación: consiste en una interfase entre la información generada y el usuario final mediante un medio informativo.

Los objetivos de este trabajo son:

• Presentar un Sistema de Alerta Temprana de inundaciones por anegamiento para el departamento Presidente Roque Sáenz Peña (Córdoba, Argentina) mediante la utilización de pronósticos climáticos y técnicas de simulación.

• Evaluar el riesgo de las actividades agropecuarias a partir del comportamiento de la capa freática como indicadora del nivel crítico de inundación y salinización de los suelos.

• Recomendar medidas de prevención a organismos públicos y privados y a productores agropecuarios.

Se presenta a continuación el desarrollo del trabajo en los siguientes capítulos:

• CARACTERIZACIÓN DEL ÁREA DE COBERTURA DEL SISTEMA DE ALERTA TEMPRANA.

• ESTRUCTURA DEL SISTEMA DE ALERTA TEMPRANA

• RESULTADOS PREDICTIVOS PARA EL CICLO AGRÍCOLA 2004 – 2005

• RECOMENDACIONES DE MEDIDAS PREVENTIVAS

• CONCLUSIONES, AGRADECIMIENTOS y BIBLIOGRAFÍA

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CARACTERIZACIÓN DEL ÁREA DE COBERTURA DEL SISTEMA DE ALERTA TEMPRANA. El área de cobertura del Sistema de Alerta se circunscribe al departamento Presidente Roque Sáenz Peña, Provincia de Córdoba (Figura 1) que es el más afectado por las inundaciones (Degioanni et al., 2002)

G

Buenos Aires

Santa Fé

Laboulaye

Villa Rossi

Dep. Gral Roca

Dep. Río Cuarto Dep. Unión

Dep. Marcos Juárez

G Laboulaye

Dep. Gral Roca

Dep.

Río Cuarto Dep. Unión

Dep. Marcos Juárez

FIGURA Nº 1: ÁREA DE COBERTURA DEL SISTEMA DE ALERTA TEMPRANADEPARTAMENTO PRESIDENTE ROQUE SÁENZ PEÑA (CÓRDOBA)

Provincia de Córdoba

Dep.Juárez Célman

G

Buenos Aires

Santa Fé

Laboulaye

Villa Rossi

Dep. Gral Roca


Dep. Marcos Juárez

G Laboulaye

Dep. Gral Roca

Dep.


Dep. Marcos Juárez

G

Buenos Aires

Santa Fé

Laboulaye

Villa Rossi

Dep. Gral Roca


Dep. Marcos Juárez

G Laboulaye

Dep. Gral Roca

Dep.


Dep. Marcos Juárez

FIGURA Nº 1: ÁREA DE COBERTURA DEL SISTEMA DE ALERTA TEMPRANADEPARTAMENTO PRESIDENTE ROQUE SÁENZ PEÑA (CÓRDOBA)

Provincia de Córdoba

Dep.Juárez Célman

G

Buenos Aires

Santa Fé

Laboulaye

Villa Rossi

Dep. Gral Roca


Dep. Marcos Juárez

G Laboulaye

Dep. Gral Roca

Dep.


Dep. Marcos Juárez

Fuente: Elaboración propia

Este distrito provincial posee una superficie total de 850,8 km2 y una población de 34.647 habitantes de los cuales el 75% se concentra en las principales localidades del mismo: Laboulaye (ciudad cabecera), General Levalle, Serrano, Melo, Rosales, Villa Rossi, La Cesira y Río Bamba. La tasa de crecimiento poblacional -0,4% anual, fue una de las más baja de la provincia de Córdoba para el período intercensal 1999 – 2001 (la tasa provincial para el mismo período fue del 10,4%) (INDEC, 2001).

La principal actividad económica es la agropecuaria, actividad que se desarrolla sobre 606,6 km2 de superficie explotada. Los cultivos agrícolas más importante son los cereales con 88.000 hectáreas cultivadas de maíz y trigo y oleaginosas con 141.000 has cultivadas principalmente con soja y algo de girasol. La actividad pecuaria se destaca por la presencia de 360.000 cabezas de ganado bovino de carne y 43.000 cabezas de ganado bovino de leche (INDEC, 2002).

Geomorfología y Suelos

El departamento Presidente Roque Sáenz Peña se localiza en la Pampa Arenosa Anegable que es una llanura de relieve muy plano, con muy lento traslado superficial del agua, con suelos de variado grado de permeabilidad y con capa freática superficial y con contenido salino moderado a alto (INTA - SAGyRR, 1987, Cisneros et al., 2001).

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A partir de imágenes de satélite que registraron grandes inundaciones y de la información digital de suelos disponible (Aeroterra e INTA, 1995; INTA - SAGyRR, 1987; Degioanni et al., 2001) se procedió a delimitar unidades homogéneas de paisaje sobre la base de la presencia de agua en superficie durante las inundaciones y de la capacidad de drenaje de los suelos. Mediante el análisis de las imágenes de satélite se delimitaron ambientes que nunca se inundaron y que por lo general corresponden a lugares topográficamente más elevados -lomas, ambientes que se inundaron sólo en eventos de lluvias extremos como los ocurridos en Mayo de 1998, Mayo de 1999 y Noviembre de 2001 y que corresponden a sectores topográficos intermedios –medias lomas y ambientes que permanecen inundados con mucha frecuencia aún en épocas de lluvias normales, correspondientes a bañados, lagunas y sectores aledaños y que se definieron como bajos. Estas unidades de paisaje fueron superpuestas en un Sistema de Información Geográfica a las unidades cartográficas de los suelos y redefinidas en función de la capacidad de drenaje de los mismos. De esta forma quedaron definidas tres grandes unidades de paisaje cuyas características se describen en el Cuadro Nº 1.

De las tres unidades delimitadas la de mayor heterogeneidad desde el punto de vista de la vulnerabilidad al anegamiento – inundación, es la definida como Medias Lomas debido la diversidad de suelos y condiciones de relieve que abarca esta unidad. En cambio, las unidades restantes presentan una mayor homogeneidad interna de sus características, siendo las Lomas las menos vulnerables a eventos hídricos excedentarios, con la capa freática oscilando a mayor profundidad y con suelos bien drenados, mientras que los Bajos, que incluyen bañados y lagunas, son las unidades receptoras del escurrimiento superficial y subterráneo con suelos de la peor condición de drenaje y con la capa freática oscilando muy próxima a la superficie.

CUADRO Nº 1: CARACTERÍSTICAS DE LAS UNIDADES DE PAISAJE DELIMITADAS EN EL DEPARTAMENTO PRESIDENTE ROQUE SÁENZ PEÑA (CÓRDOBA)

LOMAS MEDIAS LOMAS BAJOS

(incluye lagunas)

Suelos

Haplustoles y Hapludoles énticos y típicos. Argiudoles típicos

Haplustoles tapto nátricos, Natralboles y Natrustoles asociados con Haplustoles -Argiudoles

Fragiacualfes, Duracuoles, Natracuoles, Natracualfes.

Relieve Normal Normal - Subnormal

Subnormal – Cóncavo

Drenaje Natural Bien drenados Moderada a

Imperfectamente drenados

Pobremente a

Mal drenados

Rangos de salinidad de la capa freática (dS.m-1) 2 a 10 10 a 15 5 a 25

Frecuencia de inundación por anegamiento – encharcamiento Muy baja a Nula Media a Alta Alta

Aptitud de Uso Agrícola Ganadero – Agrícola Ganadero

Superficie (ha) y proporción (%) 252.000

(29,6 %)

336.000

(39,5 %)

259.000

(30,4 %)


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En ambientes con estas características, el proceso de inundación por anegamiento es regulado principalmente por la evolución temporal de las componentes verticales del balance hídrico (Fuschini Meijia, 1994; Fili et al., 2000) siendo las lluvias el principal factor desencadenante del fenómeno de inundación de los suelos.

Régimen de lluvias

A partir de la década de 1970 se observa para la región un incremento de la precipitación media anual (Paoli et al., 2000; DHI, 2000) pasando de 760 mm anuales para la serie 1903-1970 a 907 mm anuales para la serie 1971-1999 (Rang et al., 1999; Milanesio et al., 1999) y un aumento en la recurrencia de lluvias que superan ampliamente la media anual o estacional como ocurrió en los años 1998, 1999 y 2001 generando severos eventos de inundación.

Los meses más lluviosos, según el análisis de la Serie pluviométrica 1903 - 2004 para la ciudad de Laboulaye, son enero, febrero, marzo, noviembre y diciembre en los cuales se concentra el 75 % de las precipitaciones anuales típico de un régimen monzónico. El valor máximo anual de la serie se registró en 1998 con 1.391 mm, el mínimo se registro el año 1929 con 356 mm, con una amplitud de 1.035 mm, una desviación estándar de 186 mm y un coeficiente de variación de 23 %, mostrando una amplia irregularidad del régimen de precipitaciones (Gráfico Nº 1).

GRÁFICO Nº 1: EVOLUCIÓN DE LAS LLUVIAS ANUALES EN LABOULAYE(SERIE 1908 - 2004)

0

300

600

900

1200

1900 1915 1930 1945 1960 1975 1990 2005Años

Prec

ipita

ción

(m

m)


Si se suavizan las variaciones interanuales por el método de las medias móviles se observa (línea de puntos – Gráfico Nº 1) un comportamiento cíclico de las lluvias con alternancia de ciclos secos y húmedos con una duración aproximada de treinta años. Por otro lado, al graficar una línea de tendencia se observa como resultado una recta con pendiente positiva con un incremento de la precipitación media anual en el orden de 2,7 mm/año

Otra característica de las lluvias de la región es que pueden presentarse precipitaciones que dupliquen y hasta tripliquen el valor medio esperado según el análisis de recurrencia de las precipitaciones (Cuadro Nº 2).

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CUADRO Nº 2: ANÁLISIS DE RECURRENCIA DE LAS PRECIPITACIONES DIARIAS Y ANUALES PARA LA LOCALIDAD DE LABOULAYE (SERIE 1903 - 1998) POR EL MÉTODO DE GUMBEL

Período de retorno Probabilidad Pluviometría diaria (mm) Pluviometría anual (mm)

5 0,800 100 932

10 0,900 116 1041

25 0,960 138 1178

50 0,980 153 1280

75 0,987 156 1381

100 0,990 169 1640

150 0,993 200 1641

Fuente: Cisneros et al., 2001

Balance hídrico

El balance hídrico climático para Laboulaye muestra un marcado déficit en los meses de diciembre, enero y febrero y un período de recarga bien definido durante los meses de marzo y abril (INTA - SMAGyRR, 1987).

Paoli et al. (2000) comprobaron que a partir de la década de 1970 se incrementa la frecuencia de años con excedentes hídricos y desde 1985 se inicia un periodo donde se produjeron excedentes anuales promedios en el orden de los 200 mm. Esta tendencia es consecuencia no sólo de un mayor ingreso de agua precipitada, sino también del estado de saturación que presenta el sistema hídrico regional. Por otra parte, debido a que la principal salida de agua del la región es a través de la evapotranspiración, la ocurrencia de precipitaciones de magnitud al inicio del otoño, donde la evaporación disminuye notoriamente, da lugar a una mayor permanencia de los excedentes hídricos hasta el inicio del próximo verano incrementando severamente el riesgo de inundación.

El resultado de este balance hídrico excedentario es el aumento acumulativo de los volúmenes de agua almacenados en el acuífero elevando hacia la superficie del suelo el nivel de la capa freática. Este hecho incrementa la frecuencia de situaciones de inundación y prolonga los períodos de duración de los estados de anegamientos generalizados. Por otro lado, el tiempo de recuperación de la capacidad de almacenamiento en estas condiciones es mayor que la sucesión de los periodos lluviosos, por lo que lluvias de menor magnitud pueden conducir a estado de inundación por anegamiento - encharcamiento.

Escurrimiento superficial

El escurrimiento superficial posee dos componentes: los aportes externos a través de los cursos de agua provenientes de otros ambientes (Figura Nº 2) y los aportes locales de los propios excedentes del área.

Los sistemas fluviales correspondiente a los arroyos Santa Catalina, el Gato y el Ají constituyen una fuente recarga de la capa freática y una importante fuente de sedimentos debido a la acción erosiva que tienen estos cursos en casi todo el recorrido de sus cauces aguas arriba. Esta particularidad, mas allá de los problemas locales que generan (derrumbe de márgenes, socavaciones en obras de infraestructura vial, etc.) condiciona fuertemente la dinámica fluvial particularmente en el sector noroeste del Departamento, provocando un gran aporte y deposición de sedimentos en el área. Paulatinamente se van colmatando los propios

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cauces y las lagunas vinculadas que, a menudo, actúan como embalses naturales. Por consiguiente el sistema pierde su función laminadora de hidrogramas de avenidas y, en consecuencia, su capacidad reguladora de excedentes hídricos.

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En cuanto a los escurrimientos locales, si bien se trata, en general, de suelos de texturas franca arenosa, la presencia de horizontes sódicos y un inadecuado manejo de los mismos dan lugar a fuertes compactaciones superficiales y subsuperficiales provocando un elevado escurrimiento superficial. Para lluvias normales, el sistema fluvial es capaz de drenar los excedentes hacia sus salidas naturales. Para eventos extraordinarios se producen desbordamientos de canales que, sumado a los escurrimientos locales, inunda importantes superficies hasta alcanzar, en el sector este del departamento, la laguna La Picasa en la provincia de Santa Fe.

Hidrología subterránea

El acuífero para el área se caracteriza por dos sistemas hidrogeológicos: el basal, de carácter regional, portador de aguas cloruradas - sódicas de mediana a alta salinidad y de circulación general en dirección NO-SE y el cuspidal formado por sedimentos de arenas finas de espesor variable (hasta 10 metros) con contenidos de agua de menor salinidad (Fili et al.,, 2000). La variación de profundidad de la capa freática está en relación con el resultado del balance hídrico regional y local y de los períodos húmedos plurianuales y estacionales. El sistema freático funcionando en estas condiciones cumple un mecanismo de movilización, transporte y acumulación de agua y solutos produciendo bañados y lagunas en áreas de descarga y suelos con génesis hidrohalomórfica (salinos - alcalinos) (Cisneros et al., 1997).

A nivel regional y a escala plurianual se observa que, a partir de la segunda mitad del siglo pasado, y más acentuadamente a partir de la década del 70, se han producido mayor frecuencia de eventos de recarga al acuífero, coincidente con el incremento en la precipitación media anual para los últimos 30 años lo que se traduce en un ascenso del nivel freático a escala regional (Paoli et al., 2000).

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A nivel local, la variación de la profundidad del freático se correlaciona fuertemente con el balance hídrico local, produciéndose en general un descenso del nivel freático durante períodos secos (P < ETP) y un ascenso durante períodos húmedos (P > ETP). En el Gráfico Nº 3 se muestra la relación entre el balance hídrico local y las fluctuaciones del nivel freático para la localidad de Rosales en tres posiciones topográfica del terreno: -lomas, medias lomas y bajos. Se observa claramente que independientemente de la posición topográfica, la fluctuación de la profundidad del freático responde al balance hídrico Lluvias – ETP de forma casi lineal y esto tiene una gran significancia desde el punto de vista predictivo: en cortos períodos de tiempo y a profundidades someras (menos de 3 metros de profundidad) la simulación del nivel freático es un indicador adecuado del riesgo de inundación por anegamiento de los suelos.

GRÁFICO Nº 3: RELACIÓN BALANCE HÍDRICO Y FLUCTUACIÓN DEL NIVEL FREÁTICO

-350

-300

-250

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

1-4

15-6

31-8

15-1

1

31-1

15-4

1-7

15-9

1-12

15-2

1-5

15-7

1-10

15-1

2

28-2

15-5

31-7

15-1

0

30-1

2

15-3

31-5

cmm

m

LLuvias ETP Bajo Media Loma Loma


En síntesis, existe una marcada tendencia del acuífero a tener una respuesta oscilatoria local relacionada con la variación del régimen pluviométrico en la misma, con poca influencia, a nivel regional, del aporte superficiales externos para períodos relativamente cortos de tiempo. Esta característica hace que la capa freática pueda ser utilizada como nivel crítico de inundación por anegamiento o encharcamiento en todo el ámbito territorial del departamento.

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ESTRUCTURA DEL SISTEMA DE ALERTA TEMPRANA

El desarrollo del Sistema de Alerta Temprana de inundaciones en el sur de Córdoba se inicia en el año 1999 con apoyo económico de las Fundaciones YPF y Antorchas y en el marco de proyectos educativos destinados al mejoramiento en la enseñanza de la ciencia y tecnología en el nivel medio. Estos proyectos, de carácter fundamentalmente pedagógico, requerían de la articulación de una institución de educación superior con escuelas de enseñanza media para desarrollar un tema de alta pertinencia social en el ámbito geográfico de las mismas. Tomando como eje temático las inundaciones en la región y particularmente en el departamento Presidente Roque Sáenz Peña, se formularon y ejecutaron dos proyectos articulados entre la Universidad Nacional de Río Cuarto y los Institutos Provinciales de Enseñanza Media Nro 25 de Villa Rossi, Nro 239 de General Levalle y Nro 90 de Laboulaye (http://www.fundacionypf.org.ar/educacion). Conjuntamente con las actividades pedagógicas ejecutadas se comenzó a desarrollar el Sistema de Alerta Temprana cuyo estado actual de implementación es el siguiente:

Subsistema de generación de datos

A partir de la información ambiental disponible (Rang et al., 1999; Milanesio et al., 1999, INTA - SAGyRR, 1987) se seleccionó un sitio representativo de las principales unidades ambientales identificadas en el Departamento. Se decidió instalar una parcela experimental próxima a la localidad de Villa Rossi (Figura Nº 1) y desde enero de 2002 funciona una estación meteorológica automatizada que registra con frecuencia diaria las siguientes variables climáticas: radiación solar, lluvia, temperatura del aire, velocidad del viento, humedad relativa y temperatura del suelo. En forma manual se registra con frecuencia mensual la profundidad y salinidad de la capa freática para tres suelos representativos de las unidades de paisaje: Haplustol udortentico en la posición de loma, Natralbol típico en la media loma y Natracualf típico en los sectores de media loma baja.

Con la colaboración de la Agencia de Extensión de INTA de Laboulaye se recolecta información de lluvias y niveles piezométricos registrados en establecimientos agropecuarios próximos a las localidades de Rosales, General Levalle y Serrano.

Subsistema de transmisión de datos

Este subsistema está compuesto por un teléfono celular analógico, de un transmisor/receptor celular con interfaz telefónica RJ11 y un circuito electrónico que actúa como interfaz entre el celular y el conector RJ11 que se conecta con la estación registradora de datos climáticos. El subsistema se encuentra en estado de calibración y una vez instalado permitirá transmitir los datos vía celular desde la estación de Villa Rossi y receptar mediante un moden telefónico instalado en una computadora personal en la UNRC los datos para su análisis y procesamiento.

En carácter experimental y en forma conjunta con CONAE (Comisión Nacional de Actividades Espaciales) se está calibrando el uso del sistema de colección de datos del satélite argentino SAC-C (Data Collection System) habiéndose desarrollado hasta la fecha la antena y el sistema de transmisión en tierra.

Actualmente los datos son recolectados in situ una vez al mes con una computadora portátil.

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Subsistema de procesamiento y análisis de datos:

Este subsistema comprende el análisis de los pronósticos de lluvias para la región y las simulaciones de la evolución temporal de la profundidad de la capa freática a partir de herramientas predictivas con los datos relevados en el terreno y los escenarios probables de precipitaciones. Este subsistema incluye también el procesamiento y análisis de imágenes de satélite provistas por CONAE.

Pronósticos de lluvias: los escenarios probables de precipitaciones se construyen a partir de los pronósticos que realiza el International Research Institute for Climate Prediction de la Universidad de Columbia USA (http://iri.columbia.edu/). Este organismo proporciona mensualmente pronósticos estacionales como promedios trimestrales de precipitación y temperatura hasta con seis meses de anticipación. Tales pronósticos son expresados en probabilidades de ocurrencia de las categorías “Bajo lo Normal”, “Normal” o “Sobre lo Normal” siendo cada segmento de precipitaciones los terciles de la serie observada en Laboulaye para el período 1979 – 1995.

Los escenarios de precipitaciones se construyen con el modelo de simulación climática CLIMGEN (Campbell, 1996) calibrado para las condiciones locales (Degioanni y Marcos, 1996). Este modelo genera datos diarios de precipitación, temperatura máxima y mínima a partir de los promedios mensuales y la desviación estándar de tales variables. Utiliza polinomios interpoladores para generar los datos de temperatura, las cadenas de Markov para simular los días con lluvias y la distribución Weibull para simular la cantidad de lluvia diaria. La estimación de radiación solar la realiza mediante la ecuación de Bristow y Campbell (1984) y tiene incorporada la ecuación de Penman – Monteith para estimar evapotranspiración potencial.

Se elaboran entonces los escenarios de precipitaciones y ETP (diarias o quincenales) “bajo lo normal o seco”, “normal” o “sobre lo normal o húmedo” datos que alimentan los modelos predictivos de la profundidad de la capa freática asumiendo como probabilidad de ocurrencia para cada escenario la establecida por el International Research Institute for Climate Prediction.

Simulación del nivel freático mediante modelos estadísticos: a partir del modelo estadístico desarrollado por Cisneros (1994) y con datos climáticos y de profundidad del nivel freático registrados desde el año 2002 en la parcela experimental de Villa Rossi, se ajustaron ecuaciones de regresión de sexto y quinto orden para predecir el nivel freático a partir de la relación con el balance hídrico quincenal (precipitación – evapotranspiración potencial). Las ecuaciones que mejores ajustes lograron son las siguientes:

a) Suelos en posiciones de lomas:

Nivel Freático = -0,00103424 * (BH)6 – 0,01195041 *(BH)5 + 0,003696927 * (BH)4 + 0,239723633 * (BH)3 – 0,38575666 * (BH)2 – 3,01795336 * (BH) + 3,306389077. (r2: 0.72 - P < 0.01)

b) Suelos en posición de medias lomas.

Nivel Freático = 0,0074578*(BH)5 + 0,125417326 * (BH)4 + 0,441218168 * (BH)3 – 2,66258693 * (BH)2 – 21,5299341 * (BH) – 32,0107746 (r2: 0.6- P < 0.01)

La calidad predictiva de estos modelos medidos como la raíz del error cuadrático medio es de 14 y 17 cm para simulaciones en suelos de posiciones de lomas y medias lomas

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respectivamente. Estas ecuaciones son utilizadas para simulaciones on line en la página Web del Sistema de Alerta.

Simulación del nivel freático mediante un modelo mecanístico: a los efectos de contar con mejores herramientas de predicción se ha desarrollado, adaptado y calibrado para las condiciones locales el modelo mecanístico de paso diario Freat.1 para la simulación del balance hídrico (Degioanni et al., 2005). Este modelo se fundamenta en el cálculo de la transferencia de agua entre la atmósfera, el perfil del suelo y la capa freática. Los procesos de transferencia simulados son: escurrimiento superficial saliente, evaporación desde el horizonte superficial del suelo, ascenso capilar desde la capa freática, transpiración del estrato vegetal y ascenso – descenso del nivel freático. Cuantifica los cambios del contenido hídrico del suelo, el ascenso o descenso del nivel freático por efecto del escurrimiento subterráneo entrante o saliente y las fluctuaciones del nivel freático que es la variable de interés para determinar el nivel crítico de inundación por anegamiento – encharcamiento.

En su faz operativa el modelo Freat.1 se estructura en cinco módulos y está programado en Visual Basic para aplicaciones de la planilla de cálculos Excel. Las principales características de cada módulo son las siguientes:

a. El módulo climático simula la radiación solar, el déficit de presión de vapor del aire y la evapotranspiración potencial. Las dos primeras variables son usadas para el cálculo de la evapotranspiración potencial y real según las ecuaciones propuestas por Bristow and Campbell (1984), Monteith and Unsworth (1990) y Campbell and Norman (1998).

b. El módulo que calcula el escurrimiento superficial saliente lo hace a través del modelo de la Curva Número (SCS, 1975).

c. El módulo que simula el ascenso del nivel freático calcula la transferencia de agua desde el horizonte superficial del suelo hasta la capa freática mediante una adaptación del modelo de cascada (Royce, 1970).

d. El módulo que simula el descenso del nivel freático calcula la transferencia de agua desde el suelo a la atmósfera a través del proceso de evaporación desde el horizonte superficial del suelo y el ascenso capilar desde la freática mediante ecuaciones derivadas de la ley de Darcy (Campbell and Norman, 1998).

e. El módulo que simula la transpiración del estrato vegetal lo realiza como una proporción la evapotranspiración potencial o en relación a la disponibilidad hídrica del suelo hasta la profundidad de enraizado según ecuaciones desarrolladas por Campbell and Norman (1998).

Los datos de entrada que se requieren para la simulación son: precipitaciones, temperatura del aire (máxima y mínima), velocidad del viento, textura y densidad aparente de los horizontes del suelo, profundidad de enraizado y grado de cobertura superficial del estrato vegetal y número de curva de escurrimiento superficial.

El modelo se calibró y se evalúo su nivel predictivo para dos individuos suelos representativos de las unidades de paisaje delimitadas: Serie Laboulaye –Haplustol udorténtico, bien drenado representativo de las unidades de paisaje de lomas y la Serie Rosales –Natralbol típico, moderado a imperfectamente drenado representativo de las unidades de paisaje de medias lomas. La calidad predictiva medida como la raíz del error cuadrático medio entre registros freatimétricos observados y simulados está en el orden de los 16 cm a 20 cm.

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Subsistema Comunicación de la Información:

En un servidor propio se ha implementado el sitio Web: http://www.proin.unrc.edu.ar como medio de comunicación pública de la información generada por el Sistema de Alerta. El sitio posee tres prestaciones básicas:

a. Información climática y edáfica: se publican en forma de gráficas, tablas y archivos que pueden ser bajados por el usuario datos climáticos (lluvia, temperatura, velocidad del viento y evapotranspiración) y edáficos (temperatura del suelo, profundidad de la capa freática) registrados en la parcela experimental de Villa Rossi.

b. Información sobre la evolución temporal del nivel freático:

� En forma de gráficos estáticos el usuario se informan sobre los resultados de las predicciones realizadas con el modelo Freat.1 sobre la evolución esperada de la capa freática indicando los períodos de riesgo de anegamiento y salinización de los suelos y las medidas preventivas a implementar en cada caso.

� A través de simulaciones on line. El usuario selecciona un tipo de suelo, un nivel freático inicial y un escenario probable de lluvias y el sistema devuelve una gráfica que indica la evolución esperada de la capa freática. Este procedimiento utiliza ecuaciones de regresión como herramienta predictiva y está disponible desde julio de 2005.

c. Un Sistema de Información Geográfica del Departamento gestionado por un Map Server donde el usuario puede ubicar y visualizar las parcelas catastrales (explotaciones agropecuarias) y su vinculación con las unidades de paisaje, los tipos de suelos, condiciones de drenaje superficial y posibles estados de inundación por anegamiento – encharcamiento conforme a los eventos ocurridos en 1998 y 1999.

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RESULTADOS PREDICTIVOS PARA EL CICLO AGRÍCOLA 2004 – 2005

El Sistema de Alerta Temprana generó el primer informe predictivo en agosto de 2004 a raíz de una fuerte recarga del sistema hídrico regional por las lluvias ocurridas durante fin del verano y principio de otoño de ese año. Se presenta a continuación la metodología empleada para elaborar dicha información y los resultados obtenidos para el ciclo agrícola 2004 – 2005.

Estado hídrico superficial y subterráneo al inicio del período analizado.

A raíz de las lluvias ocurridas entre febrero, marzo y abril de 2004 que sumaron 430 mm superando en 110 mm los valores medios del período, se produjo una fuerte recarga del sistema hídrico regional tanto a nivel superficial como subterráneo.

Para evaluar el estado superficial del territorio, se realizó el procesamiento digital de la imagen Landsat TM5 de 6/8/2004 a los efectos de realizar una evaluación preliminar del estado hídrico de superficie, la cobertura del suelo y realizar una proyección sobre superficie destinada a cultivos de cosecha gruesa para la campaña 2004/2005. Se discriminaron cinco categorías de cobertura del suelo mediante interpretación visual de la imagen, se realizó una clasificación supervisada y se efectuó una superposición con el mapa de unidades de paisaje para conocer la distribución de las categorías de coberturas en las unidades de lomas, medias lomas y bajos.

Las cinco categorías de coberturas identificadas en agosto de 2004 fueron: sectores con agua en superficie, sectores encharcados (no totalmente cubiertos por una lámina de agua), áreas con cultivos en pleno vigor vegetativo que corresponderían a praderas de alfalfa y verdeos de invierno, áreas con pradera naturales que corresponderían a pastizales hidrohalomórficos y praderas cultivadas y áreas con la superficie del suelo desnuda o con rastrojos (suelos en barbecho destinados a cosecha gruesa). En el Cuadro Nº 3 se presentan las superficies registradas para tres de las categorías identificadas y su relación a las tres unidades de paisaje delimitadas.

CUADRO Nº 3: CATEGORÍAS DE COBERTURA SUPERFICIAL EN EL DEPARTAEMENTO PRESIDENTE ROQUE S PEÑA EN AGOSTO DE 2004.

Ocupación por Unidad de Paisaje (%) Superficie

(ha) B ML L

Sectores con agua en superficie y encharcados 267.000 98 - -

Áreas con cultivos de invierno y praderas 140.000 - 55 45

Áreas en barbecho (destinadas a cosecha gruesa) 325.000 - 47 43


Para la fecha analizada se observa que el 31,5% de la superficie del Departamento se encontraba en estado de anegamiento – inundación visible y que la mayor parte de ese estado ocupa los sectores bajos (98%). Este resultado indica que la capacidad receptiva está al límite ya que prácticamente todos los sectores con capacidad de almacenar agua y de menor valor productivo están colmados. Este estado tendría como implicancia central que, de persistir un balance excedentario, se inundarían tierras destinadas a cultivos. En tal sentido se observa que, para las categorías de cobertura que se identificaron cultivos en agosto/04, un 55% de dicha superficie se ubica en unidades de medias lomas por lo que, en caso de ocurrir una

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primavera húmeda estarían en alto riesgo de anegamiento – inundación y que un 47% de la superficie destinada a cosecha gruesa bien podría tener dificultades a la hora de la siembra, en caso de primavera húmeda o riesgos de pérdidas a cosecha en caso de ocurrir un otoño húmedo.

Para evaluar el estado hídrico subterráneo se registraron en julio de 2004 la profundidad de la capa freática en nueve freatímetros ubicados en la parcela experimental de Villa Rossi y en dos establecimientos agropecuarios próximos a las localidades de Rosales y Laboulaye. Se constató que el nivel freático para los freatímetros ubicados en posiciones de lomas se encontraba entre los 1,3 y 1,9 m.; el nivel freático de los ubicados en posición de medias lomas oscilaba entre 0,9 y 0,7 m. mientras que el nivel para los freatímetros ubicados en las posiciones de bajo se encontraban entre 0,5 a 0,2 m.

A partir de esta información, se pudo comprobar que la carga hidráulica del sistema hídrico regional en agosto de 2004 estaba en un estado crítico y que la situación ameritaba ponerla en alerta hidrológica.

Escenarios probables de precipitaciones

Los escenarios de precipitaciones se construyeron a partir de los terciles de la serie pluviométrica mensual registrada en la ciudad de Laboulaye para el período 1961 – 2001. En el Cuadro Nº 4 se indican las precipitaciones mensuales y anuales para los escenarios seco, normal y húmedo.

Para alimentar el modelo de simulación Freat.1 es necesario confeccionar una tabla con los datos diarios de temperaturas (máxima y mínima), velocidad del viento y lluvias para el período que se va a simular. A tal fin se utilizó el modelo de simulación climática CLIMGEN, generando las distribuciones diarias de lluvias a partir de los promedios mensuales de cada escenario indicados en el Cuadro Nº 2 mientras que los datos de temperatura y velocidad del viento se tomaron, para la generación de los datos diarios, los valores medios mensuales publicados por el Servicio Meteorológico Nacional para la ciudad de Laboulaye en su sitio Web (http://www.meteofa.mil.ar)

CUADRO Nº 4: ESCENARIOS DE PRECIPITACIONES OBTENIDOS DE LA SERIE PLUVIOMÉTRICA 1961 – 2001 EN LA CIUDAD DE LABOULAYE

Escenario

Seco Escenario Normal

Escenario Húmedo

Enero 96 112 124

Febrero 76 96 137

Marzo 124 127 186

Abril 50 99 100

Mayo 27 25 51

Junio 24 17 16

Julio 13 20 16

Agosto 20 19 27

Septiembre 37 28 47

Octubre 71 91 102

Noviembre 81 110 147

Diciembre 98 123 124

Anual 717 866 1079 Fuente: Elaboración propia

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La probabilidad de ocurrencia de cada escenario adoptada fue la pronosticada por el International Research Institute for Climate Prediction (IRI, 2004). A tal efecto, se realizó un promedio de las probabilidades trimestrales publicadas, en agosto de 2004, para la región central de Argentina y para el período agosto 2004 - febrero/2005 (Cuadro Nº 5), adoptándose la misma probabilidad hasta el final del período simulado (julio de 2005).

CUADRO Nº 5: PROBABILIDAD DE OCURRENCIA DE LOS ESCENARIOS DE LLUVIAS SEGÚN

EL RESEARCH INSTITUTE FOR CLIMATE PREDICTION

Sep – Oct

2004

Nov – Dic

2004

Ene – Feb

2005

Probabilidad

Promedio

Escenario Seco 40 % 40 % 45 % 41,6 %

Escenario Normal 35 % 35 % 35 % 35 %

Escenario Húmedo 25 % 25 % 20 % 23,4 %

Fuente: IRI, 2004

De los tres escenarios pluviométricos elaborados para la simulación del balance hídrico con el modelo Freat.1 el que más se aproximó a las lluvias registradas en Villa Rossi fue el escenario “seco” que, por otra parte, era el de mayor probabilidad de ocurrencia al inicio del período simulado. En el Cuadro Nº 6 se comparan las lluvias mensuales definidas para realizar las simulaciones en el escenario seco y los registros observados en la estación pluviométrica de Villa Rossi.

CUADRO Nº 6: COMPARACIÓN ENTRE LLUVIAS MEDIAS MENSUALES SIMULADAS Y OBSERVADAS PARA EL ESCENARIO SECO EN LA ESTACIÓN DE VILLA ROSSI.

A/04 S O N D E/05 F M A M J J Total

Escenario Simulado 20 37 71 81 98 96 76 124 50 27 24 13 717

Escenario Observado 14 0 105 76 114 151 57 117 34 12 4 0 726

Diferencia - 6 - 37 +34 -5 -16 -55 +19 +7 +16 +20 +4 +13 -9


Se observa que el escenario adoptado para la simulación resulta muy similar al observado en términos de la cantidad anual pero no así en la cantidad mensual registrándose las mayores discrepancias durante los meses de primavera y verano, situación que influirá en la simulación del nivel freático como se analizará más adelante.

Calibración y evaluación de la capacidad predictiva del modelo Freat.1

Para la calibración del modelo se procedió a simular el balance hídrico por un período de 578 días (del 1/1/2003 al 30/6/2004) para un suelo representativo de las unidades de Loma: Serie Laboulaye –Haplustol udorténtico y de Medias Lomas: Serie Rosales –Natralbol típico. A partir de los datos climáticos registrados en la parcela experimental de Villa Rossi, los parámetros edáficos de cada Serie y asumiendo una condición de cubierta vegetal herbácea anual y perenne para la series Laboulaye y Rosales respectivamente, se realizaron diferentes corridas del modelo evaluando el grado de ajuste entre registros freatimétricos observados y simulados (medido como la raíz del error medio cuadrático y el coeficiente de correlación)

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hasta alcanzar el menor error de predicción en la simulación de la profundidad de la capa freática. Los valores de los parámetros de calibración del modelo se indican en el Cuadro Nº 7 y en los Gráficos Nº 4 y 5 la capacidad predictiva del modelo para cada Serie de suelo.

CUADRO Nº 7: PARÁMETROS DE CALIBRACIÓN DEL MODELO FREAT.1

Parámetro Serie Laboulaye Serie Rosales

Curva Número 70 80

Cobertura del suelo (%) 45 60

Máxima profundidad enraizado (cm) 100 60

Tasa de transpiración máxima (mm) 12 12

Fracción de intercepción de radiación 0.35 0.6

Coeficiente de homogeneidad textural del perfil 1.8 2.01

Aporte de escurrimiento subterráneo (mm/día) 0 0.5

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Nivel freatimétrico simuladoNivel freatimétrico observado r2= 0,83

RECM = 14,5 cm

GRÁFICO Nº 4: NIVELES FREÁTIMÉTRICOS OBSERVADOS Y SIMULADOS CON EL MODELO FREAT.1 PARA LA SERIE LABOULAYE (Haplustol udorténtico).

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RECM = 14,5 cm

GRÁFICO Nº 4: NIVELES FREÁTIMÉTRICOS OBSERVADOS Y SIMULADOS CON EL MODELO FREAT.1 PARA LA SERIE LABOULAYE (Haplustol udorténtico).

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RECM = 16,3 cm

GRÁFICO Nº 5: NIVELES FREATIMÉTRICOS OBSERVADOS Y SIMULADOS CON EL MODELO FREAT.1 PARA LA SERIE ROSALES (Natralbol típico).

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RECM = 16,3 cm

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RECM = 16,3 cm

GRÁFICO Nº 5: NIVELES FREATIMÉTRICOS OBSERVADOS Y SIMULADOS CON EL MODELO FREAT.1 PARA LA SERIE ROSALES (Natralbol típico).

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El modelo Freat.1 resulta sensible a las oscilaciones de profundidad de la capa freática en ambos suelos por efecto de los principales componentes del balance hídrico local y posee un ajuste razonable para simular las oscilaciones temporales de profundidad de la capa freática. Cabe aclarar que la aplicación del modelo a sectores de relieve cóncavo (receptores de escurrimientos superficiales, áreas de bañados y lagunas) resulta muy limitada su aplicación debido a que no considera para el cálculo del balance hídrico la entrada de agua por escurrimiento superficial. No obstante se considera que el modelo es apto para simular el proceso de inundación por anegamiento del perfil del suelo por elevación del nivel freático y que permite identificar momentos de riesgo para la actividades agropecuarias a partir de determinar niveles críticos de la capa freática para el anegamiento.

En cuanto al uso del modelo como indicador del proceso de salinización del perfil sólo puede utilizarse como indicador general puesto que este proceso depende, además de la profundidad crítica de la capa freática y de su dinámica, del contenido de sales de la misma, parámetro que no está incorporado al modelo y que tienen una alta variabilidad espacial y temporal en el territorio. No obstante se asume que va existir riesgo de salinización cuando la capa freática se encuentre a una altura promedio menor de un metro por el posible “bombeo” de sales a la superficie por ascenso capilar y evaporación y con una salinidad mayor a 5 mmhos.cm-1.

Predicción de estados de inundación por anegamiento de los suelos a partir de la simulación del balance hídrico local.

A los efectos de contar con situaciones anticipadas que pudiesen afectar las actividades agrícolas del ciclo 2004 – 2005, se procedió a simular para cada suelo representativo de las unidades de paisaje –Lomas y Media lomas (excluido los Bajos) y para cada escenario probable de lluvia el balance hídrico por período de un año centrando el análisis en la oscilación de la capa freática como indicador de posibles eventos de inundación por anegamiento y posible salinización del perfil del suelo.

Como condición inicial de profundidad de la capa freática para la simulación se tomaron los siguientes valores: Lomas: 1.5 m., Medias Lomas: 0,9 m y Medias lomas bajas: 0,5 m.

Los resultados se expresan en gráficos de profundidad de la capa freática estableciendo como profundidades críticas de 0,40 m para el anegamiento y de 1 m para la salinización del perfil, en todas las unidades definidas.

Unidad de Paisaje de Lomas: la simulación efectuada en caso de ocurrir un escenario de lluvias húmedo (23,4 % de probabilidad) indica riesgo de anegamiento leve en el período marzo – abril – mayo de 2005 (Gráfico Nº 6). Este escenario podría afectar las tareas de recolección de la cosecha gruesa por falta de piso durante ese período, sobre todo en lotes donde la capa freática está unos centímetros más elevada que la condición de partida simulada. Por otra parte, existiría riesgo de salinización del perfil durante todo el otoño e inicio del invierno en caso de suelos con escasa cobertura vegetal y freática salina.

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GRÁFICO Nº 6: EVOLUCIÓN SIMULADA DEL NIVEL FREÁTICO EN UNIDAD LOMA, ESCENARIO DE LLUVIAS HÚMEDO, PERÍODO JULIO 2004 – JULIO 2005


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GRÁFICO Nº 6: EVOLUCIÓN SIMULADA DEL NIVEL FREÁTICO EN UNIDAD LOMA, ESCENARIO DE LLUVIAS HÚMEDO, PERÍODO JULIO 2004 – JULIO 2005


Las simulaciones efectuadas para la misma unidad de paisaje pero con un escenario normal de lluvias (35 % de probabilidad), la evolución esperada del nivel freático no indican posibles estados de anegamiento para el ciclo 2004 – 2005. No obstante, existiría riesgo de salinización del perfil durante el período marzo a julio de 2005 (Gráfico Nº 7) en caso de contar con condiciones favorables a tal proceso.

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GRÁFICO Nº 7: EVOLUCIÓN SIMULADA DEL NIVEL FREÁTICO EN UNIDAD LOMA, ESCENARIO DE LLUVIAS NORMAL, PERÍODO JULIO 2004 – JULIO 2005

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GRÁFICO Nº 7: EVOLUCIÓN SIMULADA DEL NIVEL FREÁTICO EN UNIDAD LOMA, ESCENARIO DE LLUVIAS NORMAL, PERÍODO JULIO 2004 – JULIO 2005


La simulación efectuada tomando como escenario de lluvias seco (41,6 % de probabilidad de ocurrencia) no indica, según la evolución esperada del nivel freático, riesgo de anegamiento ni de salinización del perfil para el ciclo 2004 – 2005 (Gráfico Nº 8).

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)GRÁFICO Nº 8: EVOLUCIÓN SIMULADA Y OBSERVADA DEL NIVEL FREÁTICO EN UNIDAD LOMA, ESCENARIO DE LLUVIAS SECO, PERÍODO JUL 04 – JUL 05

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)GRÁFICO Nº 8: EVOLUCIÓN SIMULADA Y OBSERVADA DEL NIVEL FREÁTICO EN UNIDAD LOMA, ESCENARIO DE LLUVIAS SECO, PERÍODO JUL 04 – JUL 05


Dado que el escenario de lluvias registrado ha correspondido al definido como bajo lo normal o seco, se ha evaluado a instancia de este trabajo, la capacidad predictiva del modelo comparando los niveles freáticos simulados con los observados en la parcela experimental de Villa Rossi. En el Gráfico Nº 8 se constata que hay concordancia en la tendencia de la evolución del nivel freático simulado con el real aunque el modelo muestra un desajuste predictivo medido como la raíz del error cuadrático medio entre valores freatimétricos simulados y observados de 23 cm. Este desajuste se debe, en principio, a la distribución de las lluvias mensuales que alimentaron el modelo. Durante los meses de octubre, diciembre y enero la lluvia ingresada al modelo fue de 105 mm menor a la real que, sumado a la mayor evapotranspiración de estos meses, hizo que el nivel de la freática fuese subestimado. No obstante el modelo logra estabilizar en valores y tendencia la evolución de la capa freática durante el otoño.

Unidad de Paisaje de Medias lomas: la simulación efectuada con precipitaciones correspondiente al escenario de precipitaciones húmedo y para suelos localizados en esta unidad de paisaje indica riesgo de anegamiento muy severo entre febrero y mayo de 2005 (Gráfico Nº 9). Por otra parte, el riesgo e salinización persistiría desde agosto hasta enero ya que para el período restante la freática estará diluida en cuanto a su contenido de sales. Este escenario es el de mayor riesgo para la producción de cultivos de verano para el ciclo 2004 – 2005 que, según el análisis de la información satelital habría unas 150.000 has destinadas a esta producción en este tipo de unidad de paisaje. También se vería afectada la implantación de forrajeras de otoño - invierno y la persistencia de forrajeras perennes no adaptadas a condiciones de anegamiento prolongado.

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GRÁFICO Nº 9: EVOLUCIÓN SIMULADA DEL NIVEL FREÁTICO EN UNIDAD DE MEDIA LOMA, ESCENARIO DE LLUVIAS HÚMEDO, PERÍODO JUL 04 – JUL 05


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)GRÁFICO Nº 9: EVOLUCIÓN SIMULADA DEL NIVEL FREÁTICO EN UNIDAD DE MEDIA LOMA, ESCENARIO DE LLUVIAS HÚMEDO, PERÍODO JUL 04 – JUL 05


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Para la misma unidad de paisaje pero con un escenario de lluvias normales, la simulación indica riesgo anegamiento severo entre mayo y julio de 2005 con proceso de salinización en la primavera de 2004 y verano de 2005 (Gráfico Nº 10). Este escenario es considerado de alta afectación para las tareas de cosecha de los cultivos de verano y siembras de forrajeras de otoño - invierno.

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GRÁFICO Nº10: EVOLUCIÓN SIMULADA DEL NIVEL FREÁTICO EN UNIDAD DE MEDIA LOMA, ESCENARIO DE LLUVIAS NORMAL, PERÍODO JUL 04 – JUL 05


La simulación efectuada con escenario seco de lluvias no indica riesgo de anegamiento ni salinización del perfil para el ciclo 2004 – 2005 según la evolución esperada del nivel freático (Gráfico Nº 11).

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)GRÁFICO Nº11: EVOLUCIÓN SIMULADA Y OBSERVADA DEL NIVEL FREÁTICO EN UNIDAD MEDIA LOMA, ESCENARIO DE LLUVIAS SECO, PERÍODO JUL 04 – JUL 05


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)GRÁFICO Nº11: EVOLUCIÓN SIMULADA Y OBSERVADA DEL NIVEL FREÁTICO EN UNIDAD MEDIA LOMA, ESCENARIO DE LLUVIAS SECO, PERÍODO JUL 04 – JUL 05


Comparando los niveles freáticos simulados con los observados en la parcela experimental de Villa Rossi para el escenario seco de precipitaciones se constata el mismo comportamiento del modelo que el analizado en la unidad de Lomas existe concordancia en la tendencia de la evolución del nivel freático simulado y observado pero el modelo tiene un desajuste entre los niveles freatimétricos observados y simulado medido como la raíz del error cuadrático medio de 25 cm. Las razones atribuibles a este comportamiento son, en principio las mismas que las analizadas en la simulación de los suelos de la unidad de Loma.

Por último, se realizaron simulaciones en condiciones de suelos intermedios entre la Media Loma y el Bajo (Natracuoles y Natracualfes). Estos sectores son en su mayoría aptos para la producción de forrajeras adaptadas a condiciones de salinidad y anegamiento frecuente y prolongado. La evolución esperada del nivel freático es similar para todos los escenarios probables de precipitaciones indicando que estos ambientes estarían afectados por anegamiento y salinización durante todo el período 2004 – 2005 (Gráfico Nº 12). Al comparar niveles freatimétricos reales con los simulados se observa que estos sitios han estado en el límite de la condición de anegamiento desde octubre hasta febrero y con posibilidad de salinización permanente durante todo el período.


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GRÁFICO Nº 12: EVOLUCIÓN SIMULADA Y OBSERVADA DEL NIVEL FREÁTICO EN UNIDAD MEDIA LOMA BAJA, ESCENARIO DE LLUVIAS SECO, PERÍODO JUL 04 – JUL 05


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GRÁFICO Nº 12: EVOLUCIÓN SIMULADA Y OBSERVADA DEL NIVEL FREÁTICO EN UNIDAD MEDIA LOMA BAJA, ESCENARIO DE LLUVIAS SECO, PERÍODO JUL 04 – JUL 05


El comportamiento del modelo en este sitio ha sido el más deficiente de todos ya que no se observa la concordancia en la evolución del freático simulado y observado y el desajuste medido como la raíz del error cuadrático medio alcanzó los 32 cm.

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RECOMENDACIONES DE MEDIDAS PREVENTIVAS

Las recomendaciones de medidas preventivas que se enumeran a continuación, son de carácter general y válido al momento inicial del período simulado. Dichas recomendaciones se han dividas dos categorías: las que están dirigidas a los organismos públicos y privados con o sin responsabilidad en la gestión territorial y las que están dirigidas a los productores agropecuarios.

Recomendaciones a los organismos públicos y privados

a. La probabilidad de pérdidas de cultivos de granos finos por dificultades en las tareas de cosecha es relativamente baja para todos los escenarios simulados salvo la ocurrencia de lluvias extraordinarias en primavera. En tal caso se recomienda disponer con lugares y medios alternativos de almacenamiento de granos transitorio.

b. La situación más delicada se pronostica promediando la cosecha gruesa (febrero - marzo abril) sobre todo en las posiciones de media loma lo que podría afectar las tareas de recolección por anegamiento de los campos y de los caminos del Departamento. La recomendación general es la utilización de cultivos de ciclo corto que anticipen la cosecha al máximo posible.

c. La posibilidad de un estado de inundación generalizado es, según los pronósticos de precipitaciones, de baja probabilidad (23 %). No obstante deberían adoptarse todas las medidas precautorias disponibles en la región para mitigar un evento de esta naturaleza. Entre las medidas más importantes se recomiendan:

• Adecuar las defensas de poblaciones más afectadas: Laboulaye, Rosales y Villa Rossi • Acondicionar las vías de circulación superficial de agua, manteniendo una adecuada

limpieza y alteo de los canales preexistentes. • Acondicionar la red de caminos identificando vías de circulación alternativa en caso

de interrupción del tránsito vehicular. • Identificar sitios donde nunca se han registrado inundaciones para un eventual traslado

de población rural (en casos extremos) o de ganado. • Prohibir la construcción de bordos o canales clandestinos que pueden agravar la

situación si no se ejecutan en el marco del funcionamiento hídrico general. • Tener previsto la organización de una red de asistencia sanitaria y alimentaria para la

población urbana y rural del Departamento

Recomendaciones a los productores agropecuarios

Las medidas que se recomiendan a los productores agropecuarios del Departamento a instancia del resultado predictivo del Sistema de Alerta son de carácter general y tienen sustento técnico en investigaciones desarrolladas en organismos públicos (INTA – UNRC, 1998; Cantero et. al., 1998). No obstante, cada situación en particular debe ser analizada y ajustada a las condiciones locales de cada lote. En tal sentido, es sumamente importante que el productor adopte el hábito de medir el nivel freático al inicio de cada ciclo agrícola ya sea, en forma permanente mediante la instalación de freatímetros o bien haciendo observaciones puntuales mediante una pala o barreno. Esta información resulta el punto de partida para proyectar posibles estados de anegamiento o salinización de los suelos (en sitios con freáticas salinas) y tomar decisiones de uso y manejo de los suelos para prevenir efectos contraproducentes a la producción agropecuaria. Dichas recomendaciones son las siguientes:

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a. En los lotes donde la capa freática se encuentra a más de 2 metros de profundidad no hay riesgo ni de anegamiento ni salinización del suelo para el ciclo agrícola 2004 – 2005 por lo que se recomienda uso agrícola sin restricciones.

b. Los lotes donde la capa freática se encuentra entre 1,5 y 2 metros de profundidad hay riesgo leve de falta de piso al momento de la recolección de la cosecha gruesa. Se recomienda la siembra de cultivos de ciclo corto de manera de adelantar la cosecha al máximo posible.

c. En lotes donde la capa freática se encuentra entre 1,5 y 1 metro de profundidad hay riesgo moderado de falta de piso al momento de recolección de la cosecha gruesa. Se recomienda, si se toma la decisión de hacer agricultura en estos lotes, sembrar cultivos de ciclo cortos que desocupen los lotes a más tardar en febrero de 2004. Por otro lado, esta situación es de alto riesgo de salinización en sitios donde la freática tiene contenidos de sales mayores a 5 mmhos.cm-1. En tal caso se recomienda tanto, para uso agrícola o ganadero, mantener el máximo de cobertura superficial posible (evitar la evaporación desde suelo desnudo)

d. En lotes donde la capa freática se encuentra entre 1 y 0,7 metros de profundidad hay riesgo severo de falta de piso al momento de la cosecha y riesgo de muerte por anoxia de cultivos. También existe un elevado riesgo de salinización en situaciones de freáticas salinas. Se recomienda no hacer agricultura en estos y destinar los mismos a pasturas medianamente resistentes a condiciones de anegamiento y salinización.

e. En lotes donde la capa freática se encuentra entre 0,7 y 0,3 metro de profundidad el anegamiento será casi permanente durante todo el ciclo por lo que son lotes no aptos para agricultura. Se recomienda uso ganadero con implantación de pasturas altamente resistentes a condiciones de anegamiento prolongado y salinización.

Divulgación y líneas futuras de desarrollo del Sistema de Alerta Temprana

El resultado del primer informe de alerta fue presentados en las siguientes conferencias: • Inundación y Propuestas de Mitigación. Presentación oficial del Sistema de Alerta

Temprana para Inundaciones. Municipalidad de Laboulaye e IPEM 90 “J. Gorritti”. Agosto de 2004

• Sistema de predicción de inundaciones. Exposición Rural de General Levalle. Septiembre de 2004

• Perspectivas de Inundación para el ciclo 2004-2005. Organizado por la DIPAS Córdoba en la Municipalidad de Laboulaye. Septiembre de 2004.

y ha sido divulgado en el sitio Web del Sistema con links a: • Web de la Secretaría de Extensión de la Universidad de Río Cuarto (http://www.seyd.unrc.edu.ar/seyd/estructura_inicial.jsp?cuerpo=principal) • Web de la Subsecretaría de Recursos Hídricos de la Nación (http://www.obraspublicas.gov.ar/hidricos/estaciones_externas.htm)

Las líneas de desarrollo futuro enfocan a incrementar el número y tipo de instrumental de las estaciones de mediciones en terreno, mejorar la capacidad de las técnicas predictivas e incrementar el uso de la información a través de la Web. Dicho desarrollo queda supeditado a las disponibilidades de recursos humanos y económicos

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CONCLUSIONES

A pesar de la incertidumbre que se posee todavía sobre los pronósticos de precipitaciones que son el factor clave en la predicción y del error de las técnicas de simulación, el Sistema de Alerta en su conjunto ha demostrado que, para predicciones de corto plazo y en situaciones ambientales como las definidas puede ser de utilidad para alertar posibles estados de inundación generalizada y orientar la toma de decisiones en el sector agropecuario.

En la medida que se cuente con pronósticos de lluvias más previsibles, con un mayor número de estaciones de medición de variables climáticas y edáficas y con mejores modelos de simulación este Sistema mejorará sustancialmente su nivel predictivo.

Es importante destacar la necesidad de difundir la utilización de la información generada por el Sistema a todos los actores de la región ejecutando una profusa actividad de extensión.

AGRADECIMIENTOS Los autores de este trabajo agradecen a la Secretaria de Ciencia y Técnica de la Universidad Nacional de Río Cuarto por financiar parte de este proyecto, al productor agropecuario Sr. Gerardo Zoppi por ceder parte de su establecimiento para la parcela experimental, a la CONAE (Comisión Nacional de Actividades Espaciales) por proveer las imágenes de satélite y a la comunidad educativa del IPEM 25 de Villa Rossi por colaborar en las tareas de mantenimiento del sitio experimental.

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