Fuentes de variabilidad en los agentes forzadores de la dinámica de los estuarios atlánticos en Andalucía

Abstract

Los estuarios constituyen zonas de transición entre condiciones terrestres y marinas. Las características de sus aguas dependen, por un lado, de forzamientos marinos con una componente cíclica siguiendo las diferentes escalas mareales, estacionales y anuales, y, por otro lado, sufren modificaciones forzadas por las diferentes descargas fluviales desde sus cuencas vertientes. A esto hay que unir forzamientos de tipo antrópico. Por lo tanto, el análisis de los procesos que ocurren en el estuario requiere, caracterizar tanto la dinámica de los agentes marítimos, como la de los aportes fluviales, con sus agentes forzadores. El objetivo general de este trabajo es analizar las principales fuentes de incertidumbre en el pronóstico de los aportes fluviales en los estuarios andaluces, como primer paso en el desarrollo de un modelo estocástico basado en los forzamientos a escala regional. Para ello, se han seleccionado dos estuarios andaluces representativos de las condiciones de estos sistemas en la vertiente atlántica, pero con ciertas diferencias en sus escalas y sus sistemas de regulación de la red fluvial: el estuario del río Guadalquivir y el estuario del río Guadalete. En primer lugar se ha establecido si existe alguna escala temporal a la que la correlación precipitación-caudal fluvial a escala de la cuenca vertiente al estuario es suficientemente significativa bajo los niveles de regulación existentes. El segundo paso ha sido evaluar la influencia de la resolución espacial seleccionada para el modelado de la cuenca aportadora sobre el nivel de bondad de la simulación de las variables precipitación-caudal fluvial a escala regional. Y por último, identificar las relaciones entre las variables hidrológicas precipitación-caudal fluvial a escala regional y variables geofísicas seleccionadas representativas de estados atmosféricos a dicha escala regional y de estados de mar, con fines de pronóstico. Tras el análisis de las relaciones precipitación-caudal a diferentes escalas, se obtuvo que la correlación aumenta significativamente bajo las condiciones de regulación a escala mensual, especialmente para las aportaciones recibidas por los embalses, incluso los que no son cabecera, con valores entre 0.7 y 0.8 en la cuenca del Guadalete. Esto permite plantear la hipótesis de trabajar con periodos de 28-30 días como unidad básica en el tratamiento de datos diarios hidrológicos en el estudio de su comportamiento en relación con otras variables geofísicas descriptoras de estados atmosféricos. Se empleó varios tamaños de celda 30, 100 y 500 m, para evaluar el efecto que la resolución espacial tiene en la respuesta hidrológica de la cuenca ante la precipitación y en otras variables intermedias, concluyendo que un tamaño de 100 m para el caso de estudio (una subcuenca de cabecera del río Guadalete) es un tamaño óptimo logrando resultados similares a los obtenidos con 30 m y con tiempos de cálculo significativamente más bajos. Mientras que con 500 m, el modelo produce resultados mucho menos útiles para en el cálculo de hidrogramas de escorrentía necesarios para estudios de estimación de los recursos hídricos, con la única ventaja de reducir el tiempo de cálculo en gran medida. En cuanto a las relaciones entre las variables hidrológicas precipitación-caudal fluvial a escala regional y variables geofísicas se ha obtenido que las variables hidrológicas terrestres, tales como la precipitación y la respuesta del caudal en la cuenca, siguen pautas de funcionamiento similares a variables de la superficie del agua del mar regional por el que transitan las borrascas que las provocan, por ejemplo la presión atmosférica a nivel del mar y la temperatura del agua de mar en la superficie, cuando se promedian en 28 días. Además se ha realizado un ajuste de una distribución mixta Normal y de Weibull a la señal de la presión atmosférica a nivel del mar cada 6 horas, obteniendo que es capaz de cuantificar adecuadamente la variabilidad anual, además de la variabilidad interanual, de periodo mayor al año, y la variación debida a covariables en términos de series de Fourier. Los valores simulados de la señal destacan la importancia del término de la variabilidad plurianual. Una vez más se pone de manifiesto la importancia de la escala de 28 días al obtener que la simulación a esta escala representa bien las pautas de la señal original. La escala de 28 días también ha resultado útil para la identificación de borrascas y sus características como precursoras de la precipitación y el caudal.