Rev.R.Acad.Cienc.Exact.Fís.Nat. (Esp)Vol. 103, Nº. 1, pp 97-114, 2009X Programa de Promoción de la Cultura Científica y Tecnológica

LA IMPORTANCIA DE LAS AGUAS SUBTERRÁNEAS(coste/uso intensivo/almacenamiento subterráneo/uso conjunto/protección acuíferos)

ANDRÉS SAHUQUILLO HERRÁIZ *

* Real Academia de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales (A. Correspondiente). Departamento de Ingeniería Hidráulica y Medio Ambiente. Universidad Politécnica de Valencia. C de Vera s/n 46080 VALENCIA. Fax 96-3877618. E-mailasahuq@hma.upv.es.

RESUMEN

El agua subterránea es barata, fácilmente accesibley vital para un tercio de los riegos y el abastecimientode la población mundial. En los últimos decenios delsiglo pasado ha aumentado su utilización de formaespectacular. Este crecimiento se ha efectuado por losagricultores de países pobres en zonas áridas y semi-áridas sin ayuda técnica y económica de los gobiernosy ha sido muy eficaz para el alivio de la pobreza. Lacausa principal para que se produzca este hecho es queel coste del agua subterránea es pequeño comparadocon el desarrollo de embalses y canales, puede uti-lizarse en las proximidades del punto de extracción, yademás supone un seguro contra las sequías al tener lamayoría de los acuíferos un almacenamiento de aguadecenas o centenares de veces superior a su alimen-tación media anual.

En algunos casos de explotación intensa se han pro-ducido descensos importantes de los niveles de agua,disminución de caudales de ríos y manantiales, secadode humedales, intrusión marina o subsidencia delterreno. Por su interrelación las aguas superficiales ylas subterráneas se afectan mutuamente y se debenanalizar como un recurso único, potencial que aun estalejos de utilizarse. Además de utilizar sus recursos, losacuíferos pueden utilizarse como grandes embalsessubterráneos para almacenar agua superficial o de otraprocedencia. La utilización conjunta de aguas superfi-ciales y subterráneas puede hacerse utilizando larecarga artificial o con el uso conjunto alternante. Eneste último se usa más agua superficial en periodos

húmedos y más agua subterránea en los secos. Así sinaumentar el almacenamiento superficial estos esque-mas aprovechan más agua superficial a través delvolumen proporcionado por las oscilaciones de nivelen los acuíferos.

Los análisis preliminares realizados en Californiaindican que es posible amortiguar los efectos delcambio climático a un coste razonable, debido a lagran interconexión existente en el sistema, haciendouna utilización aun más intensa del almacenamientosubterráneo, mejorando la operación del sistema, laeficiencia de riegos y usos urbanos y haciendo uso delos mercados de agua.

A pesar de las posibilidades que permiten las aguassubterráneas y existir tecnología para analizarlas, lasaguas subterráneas no se consideran adecuadamenteen las administraciones hidráulicas de muchos paísescomo el nuestro. Además muchos no tienen suficienteshidrogeólogos, y tienen carencias serias en la pro-tección contra la contaminación.

ABSTRACT

Groundwater is cheap, easy to develop andessential for one third of human water supply andworld irrigation needs. Its use has grown spectacularlyduring the last decades. This development has beenperformed by poor farmers in arid and semiarid areaswithout technical and economic help of governmentsand has been very effective to alleviate poverty. The

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main incentive for this change is the usually low costfrom groundwater as compared with the cost of waterfrom dams and canals. Additionally water can be usedclose to the wells, and finally ground water storage isused as an insurance against droughts, its storedvolume being tens or hundreds larger than theiraverage annual recharge.

In some cases intense groundwater pumping hasproduced important depletion in water levels, decreaseof stream flows and springs, interference or drying ofwetlands, seawater intrusion or land subsidence. Assurface water and ground water are connected, andtheir use interferes with one another, they must be ana-lyzed and used jointly, which is far from being usual.In addition to their water resources, aquifers can beused as big subsurface dams to store either surfacewater or water from other sources. Conjunctive use ofgroundwater and surface water can be made troughartificial recharge or trough alternate conjunctive use.In the latter, groundwater is generally used by prefe-rence over surface water during dry periods.Conversely, its use decreases and that of surface waterincreases during wet climatic cycles when more wateris flowing in rivers and stored in reservoirs. So withoutincreasing surface storage, alternate conjunctiveschemes uses more surface water trough the sub-surface storage induced by water level oscillations.

Preliminary analysis made in California mark thepossibility of alleviate the effects of climate change inwater systems making a more intense use of aquiferstorage, improving the system operation, irrigationand urban water supply efficiency and water markets.In spite of the possibilities that aquifers offer and theavailability of technology, groundwater is not ade-quately considered by the Hydraulic Agencies in mostcountries. Additionally they lack professionals withadequate hydrogeological training and they holdserious deficits in protection against contamination.

INTRODUCCIÓN

El agua subterránea es un recurso natural muyvalioso que es un componente esencial del CicloHidrológico. La contribución de agua de los acuíferosal flujo de los ríos es responsable de que el río sigateniendo caudal cuando no hay precipitaciones. El

porcentaje de la aportación del caudal base conrespecto al total del río es muy variable dependiendode la geología y el clima, pudiendo variar desde casicero a ser próximo al 100% en cuencas muy perme-ables. Como promedio, en la zona continental de losEE.UU., es del orden del 40% (Wolock 2003). EnEspaña se ha estimado en un 30% (MMA 2.000). Elagua subterránea cumple una función ambiental en lanaturaleza por su contribución a los caudales de ríos,manantiales, lagos, humedales y estuarios, tiene unpapel importante en muchos procesos geológicos, y esun solvente activo por lo que el flujo subterráneo actúacomo vehículo en el transporte de contaminantes o enel control de la intrusión de aguas salinas. (Custodio2001, Younger 2007).

Las aguas subterráneas se han aprovechado desdela antigüedad para abastecimiento de poblaciones ypara riego. La mejora de las técnicas de perforación depozos y la introducción de la bomba sumergida haoriginado un aumento importante de la utilización delas aguas subterráneas. En los últimos decenios elaumento ha sido espectacular, especialmente para elriego en las regiones áridas y semiáridas. En algunoscasos la explotación intensa de los acuíferos ha pro-ducido descensos importantes de los niveles de agua,descensos de los caudales de ríos y manantiales, haafectado a humedales y ecosistemas, o ha producidodegradación de la calidad del agua o intrusión marinaen acuíferos costeros.

Las aguas subterráneas se pueden valorar,aprovechar y controlar como cualquier recurso naturaly su conocimiento no presenta dificultades superioresa las de las superficiales, aunque son distintos los prin-cipios y las técnicas, y existen modelos de flujo subte-rráneo y transporte de contaminantes de libre disponi-bilidad que se utilizan rutinariamente para analizar elcomportamiento de los acuíferos y sus relaciones conotros componentes del ciclo hidrológico, ríos, lagos,atmósfera y zona no saturada. El progreso en elconocimiento científico también ha sido importante enestos últimos decenios. El número de artículos sobretemas de hidrología subterránea, contaminación deaguas subterráneas y gestión de acuíferos en lasrevistas de mayor prestigio científico y técnico esanálogo en los últimos decenios a las de aguas superfi-ciales y otras disciplinas hidrológicas. En la revista deHidrología que se considera por muchos la de mayor

prestigio, en el periodo 1988-1992, se publicaron 438artículos sobre Hidrología Subterránea, más del dobleque las del periodo 1978-1982 y también superaron ennúmero a las dedicadas a Hidrología Superficial, quefueron 392 (Sorooshian 1993).

EL AUMENTO DE LA EXPLOTACIÓN DELAS AGUAS SUBTERRÁNEAS

Históricamente la utilización de aguas subte-rráneas ha sido un factor clave para el desarrollo demuchas ciudades. Algunas de las más pobladas delmundo se abastecen mayoritariamente con aguas sub-terráneas. Entre ellas están México, Calcuta, Shangai,Buenos Aires, Dhaka, Manila, Pekín, Paris y Londres,y más de 4 millones de neoyorquinos se suministrandel acuífero que hay a sus pies en Long Island. Españaes uno de los países europeos donde el porcentaje deutilización de aguas subterráneas para usos urbanos esmás bajo, solo alcanza a un 30% de la población,siendo habitual en los europeos superar el 70%, es casiel 100% en Dinamarca, y supera al 50% en losEstados Unidos (Hutson et al 2004). En EE.UU. la uti-lización relativa de aguas subterráneas para riego haido creciendo de forma continua, desde el 23% deltotal en 1950 hasta el 42% en el 2000. Este porcentajesupera el 50% en la mayoría de los estados del Oeste.La extracción total de agua subterránea para todos losusos en 2000 fue de 115 km3; un 14% más que en1985. El bombeo actual de aguas subterráneas enEspaña para todos los usos es del orden de 6,5 km3. Elaumento de la perforación de pozos para riego seprodujo en nuestro país en la década de los 70 del sigloXX. En la actualidad con aguas subterráneas se rieganalrededor de un millón de hectáreas, casi el 30% detoda la superficie regada, a las que se aplica el 20% deltotal del volumen utilizado para riego. Aunque hay quedecir que como también ocurre con la utilización deaguas superficiales, en nuestro país estas cifras seconocen con poca precisión.

En el Sureste de Asia, el norte de China, Méjico yen casi todas las regiones áridas y semiáridas delmundo se ha producido en las tres últimas décadas unaumento exponencial del riego con aguas subterráneas,en un proceso que Llamas (2004) denomina como re-volución silenciosa por haberse realizado por millonesde agricultores pobres de esos países, que han per-

forado millones de pozos, sin apenas control ni ayudatécnica de las agencias de agua, ni subvenciones delestado o de organismos estatales. Pozos de los queestima que es probable se extraigan entre 700 y 1000km3/año de agua. La causa principal para que se pro-duzca este hecho es que el coste de la explotación delas aguas subterráneas es relativamente pequeño.

LA RELACIÓN ENTRE AGUASSUPERFICIALES Y SUBTERRÁNEAS

Los recursos de agua dulce del planeta constituyensolo una pequeña porción del ciclo hidrológico y estánalimentados por la precipitación en forma de lluvia ynieve. Parte de esta agua fluye por la superficie delterreno y se recoge en canales y cauces de distintotamaño y orden hasta circular por los cauces perma-nentes. Es lo que se denomina escorrentía superficial.Una fracción de la lluvia se infiltra en el terreno de laque una parte normalmente muy importante se evaporao es transpirada por las plantas y vuelve a la atmósferacomo evaporación y transpiración. La que escapa a loque se denomina evapotranspiración llega a recargarlos acuíferos. El agua recargada a los acuíferosdescarga a su vez en los ríos, lagos, manantiales ozonas húmedas, aunque en zonas costeras puededesaguar en todo o en parte directamente al mar. Ladescarga de agua subterránea a los ríos o flujo base,proporciona el caudal que mantiene en periodos secosun flujo permanente en nuestros ríos. En zonas áridas osemiáridas no solo es menor la escorrentía superficial,también la recarga de los acuíferos es mucho másreducida que en las zonas húmedas o templadas y losniveles de agua en los acuíferos son más bajos que enlos de zonas húmedas. Por eso la densidad de caucescon caudal permanente es mucho menor. Los tramosen los que los niveles freáticos de los acuíferos estánpor debajo del cauce son perdedores en vez deganadores y esto se acentúa más en las regiones mássecas, cuando la topografía es más acusada y los ter-renos tienen mayor permeabilidad. Muchos ríos tienena la vez tramos ganadores y tramos perdedores.Además, como los niveles de agua en el acuíferocambian estacionalmente con la recarga y la descarga,el intercambio de flujo entre río y acuífero y lasituación de los tramos de río ganadores o perdedorespuede cambiar. Incluso los acuíferos en cuencas deríos efímeros que están habitualmente secos, excepto

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después de tormentas fuertes, y con el nivel freáticomuy por debajo del cauce pueden tener algún tramoconectado por el que desaguan.

La cantidad de agua de la escorrentía superficialmás la recarga de los acuíferos se puede considerarequivalente a la lluvia menos la evapotranspiración. Laevapotranspiración es en general el componente másimportante del balance hídrico después de la preci-pitación. En toda la superficie de EE.UU. se haestimado en el 67%, (Reilly et al, 2008). En Españatambién es alrededor de los dos tercios de la lluvia,siendo menor en las cuencas húmedas del Norte deEspaña y sensiblemente mayor, del 90% ó el 95%, enlas zonas más áridas en las que la recarga distribuida

solo ocurre esporádicamente después de precipita-ciones extremas. La evapotranspiración es difícil, oimposible de medir y sólo se puede estimar con unaincertidumbre grande. En EE.UU. se ha determinadopara todo el país el índice de caudal base, con técnicasde separación de hidrogramas, con la hipótesis de quela recarga natural media de los acuíferos en un periodolargo es igual a la descarga natural media a los ríos.Con esto se obtiene una pintura global, pero no secaracteriza la variabilidad espacial y temporal de larecarga. En las zonas en las que los ríos están regu-lados o existen derivaciones o retornos de riegos, lashipótesis básicas pueden no cumplirse (Wollock2003). En las zonas húmedas la descarga más impor-tante de los acuíferos es el caudal base. En zonas áridas

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Figura 1. Detracción del caudal del río Júcar por el bombeo de pozos a distintas discancias del cauce, (Font 2004).

puede haber un flujo subterráneo muy pequeño a losríos si existe una evapotranspiración importante desdeel acuífero cuando los niveles freáticos están próximosa la superficie, (Healy et al). En muchas zonas áridas elbombeo para riego y usos domésticos constituye laparte mayor de las descargas.

En España se ha utilizado el modelo distribuidoSIMPA para determinar las series de aportaciones delos cauces más importantes en toda la España penin-sular (MMA 2000) en puntos no aforados. Se conside-raron los resultados intermedios para determinar larecarga de los acuíferos pero en opinión del autor deeste trabajo solo representan una primera aproxi-mación que hay que tomar con reservas al no haberserealizado la calibración para los caudales base. Alcaláy Custodio (2007) aplican para toda España el balancede cloruros teniendo en cuenta los aportados por lalluvia y la deposición seca en suelo y su concentraciónen el agua subterránea para determinar la recarga.

EFECTOS DE LOS BOMBEOS SOBRE LOSACUÍFEROS, LAS AGUAS

SUPERFICIALES Y EL AMBIENTE

La principal diferencia de comportamiento entre lasaguas superficiales y las subterráneas reside en larelación entre el volumen almacenado y el flujo encada componente. En los acuíferos el volumen alma-cenado puede ser de decenas a cientos de veces larecarga media anual. Valor que puede llegar a ser demiles de veces en los grandes acuíferos de zonasáridas. En las aguas superficiales la situación es la con-traria; la relación de volumen a flujo es muy pequeña yel periodo de renovación es de días a semanas, o mesespara los grandes ríos. Igualmente la velocidad del flujosuperficial es sensiblemente mayor en los ríos. Lasaguas subterráneas forman el componente lento delciclo hidrológico, lo que las hace más predecibles si seanalizan adecuadamente. La inercia de los acuíferosproporcionada por su gran almacenamiento hace quelas fluctuaciones del flujo subterráneo y por tanto delcaudal base, lo mismo que las de los niveles de aguasean pequeñas en casi todos excepto en algunosacuíferos kársticos. Lo mismo sucede con la calidadquímica del agua. El tiempo de respuesta de los niveleso flujos a una solicitación en el acuífero, por ejemploun bombeo, depende de sus características hidrodi-námicas, de sus dimensiones, geometría, distancia del

bombeo al río y de la conexión entre el río y elacuífero.

En España es bien conocido el caso de la disminu-ción de los caudales del Río Júcar por los efectos delos riegos con aguas subterráneas en la provincia deAlbacete, que deja de ganar casi todo el caudal que leaportaba el acuífero de la Mancha Oriental.Actualmente un tramo importante del río pasa a serperdedor al final del periodo de riegos. En la figura 1se puede ver el efecto de la distancia de los pozos al ríosobre los caudales del río. El agua que se bombea a unpozo hace descender los niveles en el acuífero. Alcomienzo del bombeo proviene de la almacenada en suentorno y paulatinamente se va extendiendo su influ-encia. Solo después de un cierto tiempo, se produceuna disminución del flujo del acuífero al río, o unaumento de sus pérdidas si es perdedor. Si continua elbombeo aumenta el agua que procede del río y dis-minuye la que proviene del acuífero hasta que sealcanza un régimen de equilibrio en el que toda el aguaprocede de la que se resta al río. Dependiendo de lascaracterísticas del acuífero y de la distancia del pozode bombeo al río en acuíferos medianos o grandespueden pasar meses, años o decenios para que losefectos del bombeo sean significativos. De formaanáloga a la amortiguación que produce el almace-namiento de los acuíferos sobre el efecto de losbombeos, también amortigua la variabilidad de lasrecargas. En un periodo de sequía disminuye el alma-cenamiento del acuífero, pero el descenso relativo espequeño en el caso de acuíferos grandes y lo mismo lepasa al caudal base de los ríos. Esa es la causa de quelos ríos sigan teniendo caudal en épocas de sequía. Enla figura 2 se puede ver el efecto de los bombeos sobrelos caudales del Río Júcar.

El agua de los bombeos no solo se detrae del alma-cenamiento y del caudal del río, en muchos casotambién procede de otros componentes del ciclohidrológico. Entre otros están la recarga inducidadesde otros cauces, la disminución de la evapotrans-piración desde el acuífero en zonas húmedas, al bajarlos niveles freáticos o al desaparecer o decaer lasfreatofitas en zonas áridas. La intensa explotación deaguas subterráneas en el Alto Guadiana, tal como sepredijo (Sahuquillo et al 1982), ha secado los Ojos delGuadiana por donde se producía su drenaje al río y haproducido la práctica desaparición de las Tablas de

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Daimiel. Esto, y el aumentado la recarga en algúncauce que ha pasado a ser perdedor, ha producido unaumento de las disponibilidades de agua del acuíferoentre 100 y 200 hm3/año, (Cruces et al 1997). En otroscasos la desecación de los manantiales y pequeñoshumedales se ha producido hace mucho tiempo, y elefecto más importante es el de la bajada de nivelesfreáticos, que en algunos casos del Sureste español hasido de más de 100 m.

En la figura 3 se refleja el resultado proporcionadopor la simulación de algunos acuíferos en EE.UU.entre 1970 y 1980. En general en esa época se produjoun aumento importante de los bombeos y se puedecomprobar que excepto en dos acuíferos muy transmi-sivos (los de Florida y Edwards-Trinity) se alcanza elequilibrio de forma rápida, en los demás se produceuna disminución del almacenamiento. En otros la infil-tración del retorno de riegos es importante (Reilly et al2008).

Los bombeos en un acuífero además de producirdescensos en los niveles piezométricos y afectar loscaudales pueden hacer que el río pase de ser ganador aperdedor. El descenso de niveles puede producir eldeterioro de la calidad del agua del acuífero porintrusión de agua del mar, o por la entrada de aguas

subterráneas salinas o de calidad química deficiente.Igualmente la infiltración en embalses puede recargarlos acuíferos y se producen recargas por retornos deriego, de aguas residuales o por perdidas en las redesde abastecimiento y saneamiento. En otros casos laregulación por la construcción de embalses o lasderivaciones en ríos perdedores pueden producir dis-minución de la recarga de acuíferos situados aguasabajo. La modificación de los intercambios de flujoentre río y acuífero tienen que tenerse en cuentaademás en relación con los problemas de calidad deagua y episodios de contaminación.

El descenso de niveles produce un aumento en lapresión efectiva entre partículas, que en el caso de for-maciones poco permeables no consolidadas en elacuífero produce una compactación irreversible. Estoha dado lugar a subsidencias del terreno cuando losdescensos de nivel son importantes. Se han producidobajadas del terreno de hasta 9 metros en Ciudad deMéxico y en el Valle Central de California, además deen otros acuíferos. La compactación del terreno y losasientos han producido rotura de tuberías de pozos yconducciones, cambio de inclinación en canales, dañosen pavimentos y en las conducciones urbanas de aguay gas, o de la red de saneamiento. En España, parecehaberse ocasionado subsidencia en el delta del

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Figura 2. Detracción de los caudales del río Júcar debido a los bombeos de los acuíferos de la Mancha Oriental (Font 2004).

Llobregat (Barcelona), pero no se ha documentadomás que en la ciudad de Murcia en la que se han pro-ducido daños de una magnitud relativamente pequeña.

OTRAS INFLUENCIAS SOBRE LASAGUAS SUBTERRÁNEAS

Los cambios en el uso del suelo afectan, a veces deforma intensa, a las aguas superficiales y a las subte-rráneas. La urbanización y el talado de bosques afectana la escorrentía e infiltración. Pero sin duda laactividad que más influye en los procesos hidrológicoses la agricultura y especialmente los riegos. Las influ-encias van desde la disminución de caudales y elaumento de salinidad de los ríos por el consumo yderivaciones de agua, hasta la creación de problemasde drenaje y salinización de suelos y agua por la infil-tración de retornos de riego. A esto hay que añadir elproblema del aumento de nitratos por aplicaciónexcesiva de fertilizantes y los efectos de la aplicación ycon frecuencia mala utilización de biocidas.

Los problemas de drenaje y salinización son habi-tuales en los riegos de las zonas áridas. En la India, lasestimaciones de la superficie con problemas de drenajevarían en este país entre 8.5 y 1.6 millones de hec-táreas con subidas de niveles de hasta 1m/año. Paramitigarlos sugieren mejorar la eficiencia de los riegosutilizando menos agua y aumentar el uso de agua sub-terránea para rebajar los niveles freáticos (Sondi et al1989). Pero el mayor problema de encharcamiento ysalinización que se ha producido nunca es el de losriegos del Punjab en Pakistán. La mayor parte de loscanales están sin revestir y tienen grandes pérdidas quealimentan al enorme acuífero situado debajo. Losniveles de agua subieron entre 30 y 90 m desde prin-cipios del siglo XX. Para resolver el problema dedrenaje se propuso la construcción de decenas de milesde pozos para bombear 70 km3 de agua, rebajar elnivel freático y utilizarla conjuntamente con la de loscanales (Fiering 1971). El gobierno de Pakistán inicióun proyecto de construcción de pozos denominadoSCARP (Salinity Control and Reclamation Project)que consiguió mejorar el drenaje; proyecto que sus-

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Figura 3. Fuentes de agua a los bombeos en algunos acuíferos de EE.UU. obtenidas con modelos de simulación para periodos entre1970 y 1980, Tomado de Reilly et al 2008.

pendió al descubrir la capacidad del sector privado quecontinuó con esa tarea para aprovechar el agua delacuífero (Van Steenbergen and Oliemans 2002). Elproblema de drenaje en zonas de riego es corriente enlos países áridos. Las pérdidas en los canales y sis-temas de distribución pueden disminuirse revistiendolos canales, pero si estas alimentan acuíferos suscep-tibles de utilizarse conjuntamente con las aguas super-ficiales es preferible no hacerlo a no ser que las per-didas de agua mantengan demasiado altos los nivelesdel acuífero y no se puedan evitar los problemas desalinidad y drenaje (Task Committee on WaterConservation 1981).

En muchas ciudades en las que había unaexplotación importante de aguas subterráneas que seha interrumpido, ya sea por la contaminación de losacuíferos, por haberse producido intrusión marina opor haber cesado la actividad a la que suministrabanagua, se han producido aumentos importantes de losniveles piezométricos que han ocasionado problemasde inundaciones de sótanos, garajes o túneles urbanosque habían sido construidos en seco cuando los nivelesestaban más bajos. Tal es el caso del metro deBarcelona y de algunas zonas de los deltas del Besós ydel Llobregat, en el condado de Kings de la ciudad deNueva Cork, y en muchos más sitios.

EL CONOCIMIENTO DE LOS ACUÍFEROS

El agua subterránea es un recurso escondido (Reillyet al 2008) que no podemos ver ni medir directamente.Se puede conseguir información de sus niveles y suvariación en el tiempo con medidas realizadas en lospozos, tratando de deducir cual es el caudal base queprocede de los acuíferos y determinando sus carac-terísticas y límites con la ayuda de la geología,geofísica datos de las perforaciones y ensayos debombeo. Los pozos son una ventana directa paraestudiar los acuíferos y proporcionan la informaciónesencial para su conocimiento. Entre otras permitenmedir los niveles de agua, tomar muestras del aguasubterránea y hacer ensayos de bombeo para deter-minar las propiedades hidrodinámicas del entorno dela perforación (Alley et al, 1999). La integración detoda esta información lleva a formar un modelo con-ceptual del funcionamiento de un acuífero. Con eltiempo se puede mejorar ese modelo y sus parámetros

si se dispone datos de más pozos, de más observa-ciones de niveles y de la respuesta del acuífero a laexplotación durante periodos más largos.

En los acuíferos siempre hay que considerar losprocesos transitorios en las afecciones a alturaspiezométricas, caudales de ríos y humedales, a laintrusión de agua de mar o de aguas salinas continen-tales y a los cambios de calidad del agua, o transportede contaminantes. En cualquier caso para los acuíferoses necesario mantener una red de observación deniveles y calidad del agua, cuyos datos hay que publi-car y poner en Internet. La información sobre niveles ycalidad química de los acuíferos son de un valor ina-preciable; lo mismo que los datos de lluvia y los cau-dales de los ríos. Se les debe dar continuidad y ha-cerlos públicos (Taylor y Alley 2002). Por ahora elmayor periodo de datos continuados en España enalgunos acuíferos, como en casi todo el mundo, es demenos de cuarenta años, aunque en muchas zonas losperiodos con observaciones continuadas son muchomás cortos y frecuentemente con interrupcionesimportantes. Además de tomar y publicar los datos,hay que evaluarlos con informes periódicos en los quese valore la respuesta del acuífero a la explotación. EnEspaña solo se pueden consultar en Internet los datosde alguna cuenca y al parecer no hay protocolosestablecidos para la toma de datos y su publicación.Otra información que debería determinarse de formadetallada y rigurosa es la de la utilización de aguasuperficial, subterránea o reutilizada; y esto para cadauso, ya sea urbano, de riego, industrial, etc. y para cadaacuífero, cuenca o sistema de gestión independiente.Estos datos se deberían analizar y publicar periódica-mente en forma análoga a como lo hace el ServicioGeológico de EE.UU. (Hutson et al 2004).

En España se conocen las características de losacuíferos a gran escala y de forma aproximada larecarga de los acuíferos. Pero hay todavía una tareaimportantísima que realizar en el conocimiento einvestigación más detallada de una mayoría deacuíferos para hacer una labor eficaz de gestión de lasaguas subterráneas. Las inversiones dedicadas alestudio de las aguas subterráneas disminuyeron deforma importante a partir de la aprobación nueva Leyde Aguas en la que se declaraban las aguas subte-rráneas de dominio público, como lo eran las superfi-ciales, a pesar de de que una de las razones esgrimidas

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para el cambio legal fue la necesidad de hacer públicaslas aguas subterráneas para poderlas gestionar ade-cuadamente, y apenas se incorporaron hidrogeólogosa las plantillas de las Confederaciones Hidrográficas.La falta de inversiones y personal ha hecho que no sehaya podido aprovechar el inmenso caudal de infor-mación hidrogeológica del número importante de per-foraciones realizados desde entonces, que solo se hanpodido recoger e incluir de forma limitada en losinventarios y bases de datos oficiales, (MMA 2006,Sahuquillo et al 2009).

ASPECTOS ECONÓMICOS Y SOCIALES

El riego es la actividad que utiliza un porcentajemayor de agua en las regiones secas, que en España esdel orden del 80%, aproximadamente igual que enCalifornia y en general en muchas regiones semi-áridas. La superficie de riego total en el mundo es deunos 390 millones de hectáreas, un tercio de las cualesse riegan con aguas subterráneas, que utilizan dota-ciones de riego por hectárea sensiblemente máspequeñas que los riegos con agua superficial. Las dota-ciones medias en Andalucía son de 8200 m3/ha y añopara las aguas superficiales y 4700 m3/ha y año paralas subterráneas Corominas (1999), que deben de serpróximas a las del resto de España. Es evidente que losregantes con agua subterránea están más motivadospara realizar un uso más eficiente porque los usuariospagan los costes de extracción, además de estarlo encultivar productos más rentables. En general el costereal de las aguas subterráneas es mucho menor que eldel agua proporcionada por presas y canales, que en lamayoría de los países está fuertemente subvencionada.Normalmente las captaciones se pueden situarpróximas al sitio de utilización, las inversiones sonmucho más reducidas que las necesarias para presas ograndes canales y se pueden escalonar; el aumento desu utilización, que es habitual en todo el mundo, tienesentido como un seguro para hacer frente a sequías(Bredehoeft y Young 1983; Tsur 1990; Deb Roy yShah 2004 y Shah 2005).

En la India las hectáreas regadas en 2005 eran 50millones que extraían 200 km3 de agua al año y seesperaba llegar a 64 millones de hectáreas en 2007. Elnúmero de pozos de bombeo, entre los que se incluyenlos pozos a pedal, que parece están cayendo en desuso

al subir el nivel de vida del país, han pasado de 1millón en 1960 a 26-28 millones en 2002. Por otraparte la seguridad de abastecimiento que proporcionanlas aguas subterráneas ha animado a realizar inver-siones complementarias en fertilizantes, plaguicidas ysemillas de alto rendimiento. En el Punjab de Pakistánse pasaron de unos miles de pozos en 1960 a 0.5 millo-nes en la actualidad y en el Norte de China se estimaque existen 3.5 millones de pozos entubados queextraen 75 km3 de agua al año. Según Mukherji y Shah(2005) si las predicciones neomalthusianas hubiesensido ciertas, hace años que gran parte de la poblaciónindia y del Sureste de Asia hubiese muerto literalmentede hambre. Por el contrario la India es hoy uno de losgrandes exportadores de alimentos, alcanzó una pro-ducción de grano record en 2003-2004, y Bangla Desh,donde a pesar de las enormes aportaciones de agua delBrahmaputra se riegan con agua subterránea el 70%del total de los riegos, también ha conseguido reciente-mente el autoabastecimiento de productos agrarios,aunque en este último país los avances en los abasteci-mientos de agua poblacional y rural están contrape-sados por el grave problema del contenido en arsénicodel agua subterránea, que afecta a casi veinte millonesde personas.

ASPECTOS INSTITUCIONALES

El pequeño coste de las aguas subterráneas hainducido problemas en algunos acuíferos por elaumento excesivo de los bombeos, lo que ha oca-sionado bajadas continuadas de los niveles del agua,disminución del caudal de los ríos, ha afectado a losusuarios de aguas abajo y a humedales relacionadoscon los acuíferos. Esta situación ha hecho que seextienda la opinión de que las aguas subterráneas sonun recurso frágil y poco confiable, opinión a la que hacontribuido el libro Pilar on sand de Postel (1999) quesugiere que el 10% de la producción mundial de ali-mentos está en peligro de colapsar. La fragilidad ypoca fiabilidad del agua subterránea según Custodio yLlamas (1997) es uno de los hidromitos sin funda-mento científico que se han difundido sin existir infor-mación ni conocimiento suficiente sobre el problema.La gestión centralizada de los acuíferos, no solo enEspaña si no en todo tipo de países ricos y pobres,como demuestra la experiencia, parece inviable.Difícilmente se puede gestionar de forma centralizada

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del orden de 2 millones de pozos cuya situacióntécnica y legal solo se conoce en parte, teniendo encuenta además que la Administración Hidráulicaespañola no tiene suficiente personal para una laborcomo esta, y ni siquiera para llevar a cabo las laboresinexcusables de investigación, control y protección delos acuíferos. El problema es como limitar laexplotación en muchos acuíferos. En general son pro-blemas difíciles de resolver, no por sus componentestécnicos o legales, sino por la dificultad de actuarsobre las decisiones de cientos o miles de usuarios. Senecesita un inventario de captaciones y derechos, esimprescindible realizar un seguimiento de extrac-ciones, niveles y calidad del agua, y se requieren insti-tuciones que aseguren el cumplimiento de las normas.Son problemas de lo que la ciencia política denominacomo gobernanza. La disponibilidad de agua esfunción no solo de la cantidad y calidad del agua de unacuífero de la cuenca; además depende de las estruc-turas físicas existentes y de las leyes, regulaciones yfactores socioeconómicos que controlan los usos y lasdemandas de agua. Las restricciones y perspectivas dela sociedad cambian además con el tiempo (Reilly et al2008). Hace unos cincuenta años en España no parecíanecesario el mantenimiento de los humedales. Hastaentonces y aun después se propugnaba su desecaciónpara cultivarlos y combatir la malaria.

Por otra parte los vertidos incontrolados indus-triales y urbanos, la inexistencia de regulaciones ade-cuadas y rigurosas de ciertas actividades contami-nantes y la utilización masiva de fertilizantes y agro-químicos en la agricultura están produciendo la conta-minación de los acuíferos, que en algunos casos hallegado a ser grave.

EL USO CONJUNTO DE AGUASSUPERFICIALES Y SUBTERRÁNEAS

En los casos en los que hay un desarrollo impor-tante de los recursos hídricos, al utilizar tanto las aguassuperficiales como las subterráneas se afectan mutua-mente. Por su interrelación se deben considerar yanalizar como un recurso único (Winter et al 1998).Además los acuíferos pueden considerarse comofuentes de agua y realizar funciones de almace-namiento, distribución y tratamiento de agua comple-mentarias a las delos sistemas clásicos de recursos

hidráulicos, (Sahuquillo, 2002). Un aspecto clave delos acuíferos es el gran volumen de agua que alma-cenan. Además de usarlos como embalses subterráneospara almacenar agua superficial o de otra procedencia,se puede usar el agua que hay en ellos. Esta es la razónpor lo que se ha dicho que el agua subterránea no es unrecurso no renovable, como un mineral o unyacimiento de petróleo, ni es completamente reno-vable como la energía solar, (Alley et al 1999). Noobstante hay acuíferos con un almacenamiento tangrande que su explotación se realiza sin considerar surecarga que es muy pequeña comparada con la quetienen almacenada. Entre los casos más notables estosucede con los enormes acuíferos de las areniscas deNubia en el Sahara. En Libia se está extrayendo más 1km3/año de agua que se trasvasa hasta la costa delMediterráneo para riego y abastecimiento, y se piensallegar a 2 km3 anuales en 2010, (Khater 2004). EnArabia Saudita se ha proyectado un programa de riegopara asentamiento de la población nómada y elautoabastecimiento de productos vegetales. En losestudios realizados se ha estimado que el agua alma-cenada hasta 300 m por debajo del suelo es de 2250km3 (Ahbderraman 2004). Resultando el agua muchomás barata que la desalación de agua de mar. En elacuífero Ogalalla de unos 400.000 km2 de extensión,situado en varios estados del medio Oeste de EE.UU.,en el siglo XX se han extraído con un coste muypequeño 240 Km3 de agua, un 6% del total alma-cenado. En la zona sur más árida hay zonas en las queel espesor saturado del acuífero ha descendido hasta el50% y se ha producido el secado de algunos tramos decauce que drenaban el acuífero (Sophocleus 2004),pero todavía es posible continuar decenios con unaexplotación importante.

Otro planteamiento distinto es el de utilizar el aguaalmacenada en un acuífero muy por encima de suexplotación sostenible hasta alcanzar una situación deniveles algo por encima de la aceptable, bajando losbombeos a partir de ese punto. De esta forma, uti-lizando lo que se ha llamado reserva utilizable una solavez o (“one time reserve”) se ha conseguido en Israelretrasar el desarrollo de recursos superficiales antes deconstruir el trasvase del Jordán desde el Lago deTiberiades. En California y en el sureste de España laintensa explotación de los acuíferos se hizo de maneraincontrolada hasta que produjeron problemas queobligaron a adoptar otras soluciones. En California

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fueron los trasvases desde el Río Colorado y desde elnorte del estado al sur. En el Sureste de España sevienen explotando una mayoría de los acuíferos muypor encima de su recarga media anual. En cuatro deellos Guadalentin, Ascoy-Sopalmo, Jumilla-Villena yCingla-Cuchillos se bombean unos 250 hm3/año deagua que han proporcionado más de 7 km3 de agua porencima de su recarga media en los últimos 25 a 30años, cifras que se superarían bastante si se conside-rasen todos los acuíferos que se explotan por encimade su recarga media anual. Son volúmenes del mismoorden o superiores a los trasvasados por el acueductoTajo-Segura desde su inauguración. Las simulacioneshechas con los modelos de flujo indicaban que en los15 a 20 años siguientes seria posible continuarexplotándolos a costes algo mayores que los actuales.En otros casos como el de Dalias parece difícil que sepuedan mantener los bombeos actuales sin crear pro-blemas graves de intrusión marina u otros. Se hanagotado algunos acuíferos pequeños que práctica-mente han dejado de bombearse y en algún otro elabandono se ha producido por aumentos de salinidaddel agua bombeada. Desde hace decenios se hansecado los manantiales asociados con los acuíferos yhan desaparecido algunas zonas húmedas; aunquecomo en todo el litoral mediterráneo muchas de laszonas húmedas se habían desecado para poderlas cul-tivar o por motivos sanitarios. Los modelos de simu-lación también reflejan que si se deja de bombear setardarían decenios en recuperarse los manantiales yhumedales que se habían afectado. No parecerazonable imponer el cese de los bombeos por motivosambientales cuando además el coste del agua resul-tante es mucho menor que la desalada.

Recarga artificial

Las grandes construcciones hidráulicas implicancasi siempre problemas legales, económicos, socialesy ambientales. Y en muchos casos las grandes inver-siones realizadas han creado problemas financierosgraves en países en desarrollo. Para aumentar lasdisponibilidades de recursos hidráulicos se deben con-siderar en primer lugar las alternativas con uso conjun-to y las mejoras en la gestión de los sistemas.

Hay dos posibilidades fundamentales para utilizarel almacenamiento de los acuíferos. Con la recarga

artificial se almacena agua en los acuíferos para poderutilizarla posteriormente. En el uso conjunto alter-nante (UCA) se utiliza tanta agua superficial como sepueda en periodos húmedos y se bombean más losacuíferos en periodos secos. Operando así el almace-namiento se consigue con las diferencias entre losvolúmenes extremos almacenados en los acuíferos(Sahuquillo 1993, 2000, 2002).

La recarga artificial se aplica en muchas partes delmundo, pero donde se hace en mayor cantidad es enCalifornia. En el Sur de California desde el comienzodel siglo XX se hizo un desarrollo muy intenso de losacuíferos que produjo problemas de intrusión marinay descensos importantes en algunos acuíferos. Paraaumentar las disponibilidades y hacer frente a losproblemas se empezó a hacer uso de la recarga artifi-cial de aguas superficiales locales y posteriormente deagua importada. En etapas posteriores se han recarga-do aguas residuales tratadas para su reutilización einyectarlas en las barreras de inyección de agua dulcepara prevenir la intrusión marina. En Israel el aguaimportada del Jordán elevada desde el Lago Tiberiadesa 220 m bajo el Mediterráneo se recarga para almace-narla en los acuíferos, mientras que las avenidas de losríos efímeros se recargan en balsas de infiltración. Lasaguas residuales tratadas de la zona metropolitana deTel Aviv se recargan en las dunas de la región de Dan.

En todo el mundo hay una tendencia cada vez másclara de utilizar la recarga artificial para conseguir untratamiento adicional de las aguas residuales. Sin dudala recarga artificial va a aumentar en España pararesolver algunos problemas, pero no es de esperar quese haga en grandes volúmenes, ni que se aplique deforma generalizada.

El método conocido como almacenamiento y recu-peración en acuíferos (ASR) se empleó por vezprimera en el estado de Florida; su uso es predominan-temente para usos urbanos. Consiste en el almace-namiento subterráneo de agua tratada durante periodosde menor demanda para usarla como agua potabledurante periodos de demanda alta. La operación serealiza con pozos de uso dual para recarga y bombeo.En Londres los acuíferos se recargan en invierno conagua tratada de los ríos Támesis y Lee (UKGroundwater Forum 1998) utilizando este concepto.Para el abastecimiento de Barcelona se recargan hasta

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20 millones de m3 al año en pozos de uso dual en eldelta del Llobregat para realizar la misma función dealmacenamiento temporal, en un depósito natural degrandes dimensiones.

Uso Conjunto Alternante

Como se ha comentado antes el UCA es un tipo deuso conjunto con el que se usa agua superficial prefe-rentemente en periodos húmedos y agua subterráneaen periodos secos. El uso del almacenamiento subte-rráneo se consigue por las diferencias del volumen deagua almacenada al final de un periodo húmedo, conrecargas mayores durante varios años y bombeosmenores, con el volumen almacenado después de unaserie de años secos en los que ha habido mayoresbombeos y menores recargas en el acuífero. Un aspec-to importante del UCA que hay que resaltar es que através de la operación del sistemas se consigue utilizarmás agua superficial sin aumentar la capacidad deembalse y sin recurrir a la recarga artificial (Sahuquillo1993, 2002). El caso más estudiado y probablementeuno de los mejor planteados es el del acuífero de laPlana de Castellón con el río Mijares, al norte deValencia. El almacenamiento subterráneo que se con-sigue (ver figura 4), es del orden de 700 km3, más detres veces el de los embalses superficiales de la cuen-ca, localizado además donde está situada la demanda.

En toda la cuenca del Júcar la tercera parte de lasuperficie regada se hace con aguas superficiales, fun-damentalmente en los riegos históricos tradicionales,otra tercera parte son riegos exclusivos con agua sub-terráneas y en el tercio restante se realiza utilizaciónconjunta alternante (UCA). En toda la cuenca sebombean al año unos 1,8 km3 de agua, más de la cuar-ta parte de las aguas subterráneas que se extraen ennuestro país. Con ellas se riega casi la mitad de lasuperficie regada en la cuenca y se abastece a casi lamitad de su población; y ésta es sin duda la razón porla que incluso las mayores sequías no producen per-juicios importantes.

Sistemas río-acuífero

El concepto de uso alternante se aplica a acuíferosaluviales o a otros pequeños. Es lo que se denomina unsistema río-acuífero. Su rasgo fundamental es que lainfluencias mutuas entre el río y el acuífero son muchomás rápidas que en acuíferos mayores. En todo caso lainercia del almacenamiento del acuífero produce unretraso del descenso en el caudal del río, suficientepara que correspondan a periodos de mayores cau-dales. Son clásicas las utilizaciones para riego de losaluviales de los ríos Arkansas y South Platte en elEstado de Colorado en EEUU y en los ríos del MedioOeste. En el Reino Unido se hace un uso generalizadode los sistemas río-acuífero. Los acuíferos se bombeany se vierte a los ríos para aumentar su caudal en perio-dos secos para mantener un caudal adecuado para lasnecesidades de los usuarios de aguas abajo y las am-bientales, (ver figura 5). Estos esquemas que se cono-cen como “river augmentation” se utilizan de formasistemática y de una manera muy eficiente enInglaterra y Gales (Downing et al 1974). En Españaexiste alguna posibilidad de hacerlo aunque algunasopciones tendrían problemas institucionales y legalespara su implantación.

Uso de manantiales kársticos

En España se han construido pozos de gran capaci-dad en las proximidades de manantiales kársticos parariego y abastecimiento urbano, bombeando para con-seguir en periodo secos caudales mayores que los queproporciona el manantial. Los descensos producidos

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Figura 4. Acuífero de La Plana de Castellón. Cambio en elalmacenamiento para la utilización actual de los embalses y elacuífero (Sahuquillo2002).

por el bombeo anulan los caudales del manantial. Asíse visualiza la utilización del acuífero como si fuera unembalse subterráneo. Las demandas altas se obtienencon bombeos mayores, lo que conceptualmente esigual a lo que se hace con el uso conjunto alternante.En muchos casos se han obtenido pozos con caudalesmuy altos; de 850 y 350 L/s en dos pozos en el manan-tial río de los Santos en Valencia, 2.250 L/s en cincopozos de 100 m de profundidad en el manantial deDeifontes cerca de Granada y 800 L/s en dos pozos enel manantial de El Algar. En algunos casos la regu-lación de manantiales se utiliza como un componentemás de un sistema más complejo de recursos de agua.Este es el caso de La Marina Baja en la provincia deAlicante donde el sistema está formado por dosembalses; dos acuíferos (uno de los cuales contiene elManantial de El Algar), además de la reutilización deaguas residuales para riego (Sahuquillo 2007).

LA CONTAMINACIÓN DE LAS AGUASSUBTERRÁNEAS EN ESPAÑA

El deterioro de la calidad del agua, además de tenerincidencia sobre la salud pública y el medio ambiente,puede representar una disminución efectiva de sudisponibilidad. El problema se agrava por el coste y ladificultad, que en muchos casos es imposibilidad, delimpiar los acuíferos contaminados. Esto hace que seavital proteger su calidad , pero más especialmente enzonas con recursos hídricos escasos (Shuval 1980). Ni

en la administración pública española, ni en la clasepolítica, ni en los ciudadanos existe preocupaciónsobre este problema al que se le ha dedicado menosatención que en otros países de nuestro entorno socioe-conómico; no hay programas relacionados con la con-taminación de los acuíferos y existen muy pocosestudios de detalle a escala nacional sobre insecticidasy plaguicidas. Tampoco existen normas claras y rigu-rosas sobre su aplicación, así como sobre nitratos.

La información sobre el contenido de nitratos sesuele referir a su distribución en planta y en general nose ha estudiado su variación en profundidad, o la influ-encia de la construcción de pozos sobre la migraciónde nitratos a niveles permeables inferiores. Las per-foraciones pueden transmitir tanto nitratos como otroscompuestos al ser los acuíferos someros más vulnera-bles a la contaminación. Hay estudios recientes sobreel acuífero del sur de la provincia de Buenos Airesdonde con la cementación de la parte superior de lospozos, lo que denominan anillo sanitario, se ha con-seguido una disminución drástica del contenido denitratos en el agua bombeada (Cionchi 2005). En lacosta mediterránea para resolver el problema causadopor el contenido elevado de nitratos se han sustituido aun coste bastante elevado pozos de abastecimientourbano por otros en captaciones más alejadas que conel tiempo también han visto aumentar su contenido.No obstante, en algunos sondeos en los que se habíanaislado los tramos acuíferos superiores, se ha podidocomprobar la existencia de tramos inferiores con uncontenido bajo en nitratos, como cabía esperar. Connormas adecuadas de construcción y abandono depozos se conseguiría una mayor protección en algunosacuíferos, entre ellos en muchos de los de la costaMediterránea.

Sorprendentemente tampoco existen normas para laprotección de los acuíferos contra los vertidos detanques enterrados de productos químicos, o almace-namiento de carburantes en estaciones de servicio y demuchas otras actividades potencialmente contami-nantes. La protección de las aguas subterráneasrequiere una información hidrogeológica mucho másdetallada, a escala de pozo más que de acuífero. Losprocesos de movimiento y transporte de los contami-nantes por el agua subterránea precisan un conoci-miento mucho más detallado y cuantificado del flujosubterráneo.

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Figura 5. Esquema de aumento del caudal de un río.Modificado de Downing et al (1974).

CAMBIOS HIDROLOGICOS INDUCIDOSPOR EL CAMBIO CLIMÁTICO

Existe un consenso generalizado de que existe unaumento actual de la temperatura que ha sidoprovocado por la acción del hombre y que se requiereuna intervención activa e inmediata para mitigar esteproceso. Más de 30 asociaciones científicas y acade-mias de ciencias de muchos países han apoyado estasconclusiones. El eco de los informes del IPCC ha pro-movido que algunas naciones y grupos ambientalistasse hayan decidido a desarrollar y apoyar programaspara tratar de limitar el aumento de los gases de efectoinvernadero y reducir su contenido de CO2 y de GEI(gases de efecto invernadero) en la atmósfera. Es loque se conoce como mitigación. La atenuación con-siste en acciones directas para cada uno de lossupuestos efectos negativos del calentamiento global.En el caso del agua sería mejorar la planificación y laoperación de los sistemas hidráulicos.

El aumento de las temperaturas producirá cambiosen las precipitaciones y su distribución estacional en elglobo terráqueo. Los cambios a su vez induciráncambios en la escorrentía tanto en su valor anualmedio como en su variabilidad anual y estacional. Enzonas áridas y semiáridas, en las que la explotación delos recursos hidráulicos sea intensa y sufran descensospluviométricos, el impacto del calentamiento globalpuede ser muy importante. Los posibles efectos sobrela disponibilidad de agua son: variaciones en la esco-rrentía superficial y en la recarga de los acuíferos,cambios en las relaciones entre aguas superficiales ysubterráneas y en su calidad; aumento de la severidadde las sequías y las avenidas. Y por último aumento dela evapotranspiración potencial y de las necesidades deriego de los cultivos y mayor evaporación en embalsesy humedales. Estos cambios provocarán aumentos delas demandas de agua urbana, de riegos y la ambientalal aumentar la temperatura y la evapotranspiración, yaumentará la necesidad de disponer de mayorcapacidad de embalse para protección contra lasavenidas y en general de almacenamiento de agua.Además en las zonas más afectadas puede ser nece-sario disponer de mayores recursos de agua, actuarsobre la demanda y mejorar la gestión y operación delos sistemas de recursos hídricos. El aumento derecursos se puede conseguir con la utilización conjuntade aguas superficiales y subterráneas, con la reuti-lización y con la desalación o desalobración.

Para la actualización para 2009 del CaliforniaWater Plan de 2005 se está considerando la adaptaciónpara reducir y atenuar los efectos climáticos ehidrológicos. Se han realizado simulaciones del com-portamiento del sistema hidráulico de California paradistintos escenarios climáticos futuros según laspredicciones de varios modelos de circulación global.El sistema de recursos hídricos de California tiene unaalta conectividad que le permite una intervenciónamplia en su gestión y operación. La conectividad laproporciona la amplia red de conducciones de lastransferencias de agua; las del norte al sur del estado,la del Río Colorado y otras como el acueducto de LosÁngeles. En la Universidad de California-Davis se hadesarrollado el modelo CALVIN (CALifornia ValueIntegrated Network) para analizar sistemas de recursoshidráulicos complejos con componentes superficialesy acuíferos. Es un modelo de optimización económicaque se ha aplicado a California para diversos esce-narios climáticos, hasta final de este siglo. El modelode optimización resuelve la operación mensual delsistema hasta 2100 en el que se considera unapoblación de 92 millones de habitantes, Lund et al(2003), Tanaka et al (2006). Proporciona los preciossombra y los beneficios y costes marginales. Incluyelos acuíferos de forma agregada, restricciones ambien-tales y las restricciones en las conducciones. Haceposibles los cambios en la asignación del agua a travésde mercados de agua, haciendo transferencias según lacapacidad de pago de cada uso, lo que permite la trans-ferencia de agua en periodos de sequía desde los usosagrícolas a los urbanos y cambios de cultivos y bar-bechos. Tiene en cuenta el ahorro en usos urbanos y laeficiencia de riego, la reutilización y la desalación.Para la operación del sistema de recursos de agua deCalifornia propone una operación de la utilizaciónconjunta de aguas superficiales y subterráneas muchomás radical que la efectuada hasta ahora. El modelotiene más de 1200 elementos, 51 embalses superfi-ciales, 28 subterráneos, más de 600 conexiones otrasvases y representa más del 88% del regadío y del92% de la población de California. Los resultados delestudio preliminar indican la posibilidad física de unsistema complejo y diverso interconectado para adap-tarse a cambios notables en el clima y en población,aunque a costes importantes pero soportables para laeconomía del estado. La adaptación es posible graciasa cambios importantes en la operación de la grancapacidad de almacenamiento del sistema, transfe-

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rencias de agua entre los usuarios y una ciertaadaptación a tecnologías nuevas.

Las conclusiones preliminares que se pueden sacarde este trabajo, que habrá que ampliar y desarrollarcon más detalle, son que el sistema de Californiapuede adaptarse con un coste relativamente reducidopara su economía a la disminución de recursos queproduciría el calentamiento global. Esto es posibledebido a la utilización del almacenamiento subte-rráneo que proporcionan los acuíferos para amortiguarla gran variabilidad de las situaciones más secas y paradejar más espacio en embalses superficiales pararetener las avenidas; a la gran conectividad producidapor las conducciones y transvases existentes; a lainclusión de nuevos recursos como reutilización y enmenor medida desalación; al aumento de la eficiencia(eficiencia de riegos, eficiencia en la gestión, ahorrosurbanos, etc.) y a los cambios en la asignación del agua(mercados y cambios de asignación).

Consideraciones sobre la situación en España

Las previsiones de los informes del IPCC paraEspaña son de aumento de temperaturas y descenso deprecipitaciones. Dependiendo de los escenarios deemisiones, y de cada simulación, en algunos escena-rios se producen aumentos de precipitaciones en elNorte y descensos en el Sur y Sureste de la Península.La conectividad de los sistemas hídricos en España esmucho menor que en California, lo que disminuye lasposibilidades de actuación. Pero en cualquier caso seráprecisa la consideración global de todos los recursosincluyendo los acuíferos, la utilización conjunta de lasaguas superficiales y subterráneas, la reutilización, ladesalación y desalobración, la mejora de la eficiencia,cambios de cultivos y el intercambio de asignaciones através de los mercados de agua.

Con independencia de las incertidumbres quepuedan existir sobre los efectos del cambio climático,hay que realizar de forma sistemática una gestión máseficiente de los sistemas hidráulicos y plantear análisismás detallados de los sistemas hidráulicos españoles.El conocimiento de los acuíferos y su relación con lasaguas superficiales es aun muy deficiente y es urgentesuperarlo para poder hacer una gestión adecuada,sobre todo en las cuencas en las que se hiciera nece-

saria una utilización conjunta agresiva, como la descri-ta antes para California. Para poder contar con la con-tribución de los acuíferos y su almacenamiento es pre-ciso cambiar radicalmente esta situación, para lo quese requieren muchos años (Sahuquillo et al 2009). Encualquier caso la necesidad de un mejor conocimientode los recursos subterráneos es imprescindible parahacer una gestión más eficiente de muchos de nuestrossistemas hidráulicos. Las posibilidades adicionales queplantean la utilización conjunta con las aguas superfi-ciales y la utilización del almacenamiento de losacuíferos son importantes, pero conviene empezarcuanto antes a mejorar la gestión de los distintos sis-temas y a proteger los acuíferos de la contaminaciónde forma eficiente. Si se continúa con la falta de pro-tección actual de la contaminación de los acuíferos noserá posible realizar la gestión conjunta de los recursossuperficiales y subterráneos. Peor aun, una contami-nación importante de algunos acuíferos produciría unaperdida irrecuperable de recursos no solo subterráneos,también de parte de los superficiales relacionados conellos. Sería imperdonable no poder hacerlo por nohaber tomado en su momento las decisiones ade-cuadas.

CONCLUSIONES

Las aguas subterráneas forman una parte muyimportante del ciclo hidrológico y están íntimamenterelacionadas con el resto de los componentes del ciclo,en particular con las superficiales. Son fáciles deexplotar y en general su coste es sensiblemente másbarato que el del agua proporcionada por presas ycanales, con la ventaja adicional de que en este caso elcoste, o la mayor parte de él, repercute directamente enlos usuarios, con lo que se satisface el precepto queimpone la Directiva Marco Europea de que el coste delagua debe pagarse totalmente por estos. Las aguas sub-terráneas proporcionan actualmente una parte muyimportante de los recursos utilizados en todo elmundo. La explotación intensiva de aguas subte-rráneas ha permitido un incremento espectacular de lasuperficie regada en muchos países en desarrollo, conunas inversiones muy pequeñas comparadas con lasque son necesarias para el aprovechamiento de lassuperficiales, y además pagadas casi exclusivamentepor los usuarios, sin apenas aportación de los estados.En algún país que tenía carencias importantes en la

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producción de alimentos ha permitido la salida de lapobreza e iniciar un despegue económico importante.En algunos casos la explotación intensa de losacuíferos ha ocasionado efectos negativos pordescensos progresivos de nivel del agua en el acuífero.

El gran volumen de agua almacenado en losacuíferos les confiere la particularidad de poderseintensificar su aprovechamiento en periodos secos, oen sequías, o en casos de emergencia. Esto y sudimensión espacial, les proporciona unas oportu-nidades muy interesantes y ventajosas para el uso con-junto con las aguas superficiales. Estas ventajas sevienen utilizando en muchas partes del mundo a travésde la recarga artificial y en España del uso conjuntoalternante, como se hace en un porcentaje importantede los riegos de la Comunidad Valenciana.

La administración debe dedicar más mediosfinancieros y humanos a estudiarlas y controlarlas. Lapreocupación de las administraciones estatal yautonómicas sobre los problemas ambiéntales esescasa, y mínima sobre los de calidad y contaminaciónde las aguas subterráneas, y no corresponde a nuestrolugar cultural y económico en el mundo.

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