Estudio del aseguramiento del caudal ecológico del río Mijares en el tramo de Montanejos (Castellón) por combinación de las descargas de sus manantiales termales y sueltas del embalse de Cirat

Abstract

Aproximadamente la quinta parte de España peninsular está conformada por regiones calizas, y que son responsables de la formación de los fenómenos kársticos. La cuenca del Alto Mijares no está ajena a ello, ya que su estructura está compuesta por grandes depósitos de aguas subterráneos de origen kárstica, que se conducen mediante cavernas para luego descargar en los manantiales y algunas veces en el propio cauce. Este sistema, representa la fuente principal del desarrollo socioeconómico de la población situada dentro del ámbito de la cuenca, no solo por el hecho de suministrar el recurso hídrico para abastecimiento urbano y turístico, sino que además es el flujo base del río Mijares. Como consecuencia, estos manantiales kársticos requieren de estrategias especiales para gestionar la cantidad y calidad de sus aguas. Para ello, se implementó un modelo hidrológico distribuido a escala diaria con la ayuda del programa TETIS; en base a la información meteorológica proveniente de las estaciones interpoladas del proyecto Spain02, versión V2; que brindan una serie de datos de precipitación y temperaturas máximas y mínimas diarias. Con esta información y el mapa de parámetros físicos, se realizó la calibración y validación del modelo, utilizando para ello los datos observados de la Red Oficial de Estaciones de Aforo (ROEA), debido a su mayor continuidad y fiabilidad de sus registros, ubicadas en las estaciones Terde (ROEA 8030) y Arenós (ROEA 8134). La inclusión de los fenómenos kársticos en el modelo TETIS, conduciendo el agua al flujo subterráneo profundo en las zonas identificadas como karst, para luego determinar la descarga en los manantiales mediante un modelo unicelular; esto debido a que los manantiales se encuentran situados fuera del límite de las zonas kársticas. Con este artificio se logró representar de manera satisfactoria los diferentes procesos hidrológicos, específicamente el flujo base. La reintegración del flujo subterráneo a través de los manantiales de Babor, Escaleruela y Mar del Royo, aguas abajo de la estación Terde, ha repercutido enormemente en el balance hídrico de la cuenca, evidenciando la importancia de estos fenómenos en la implementación del modelo. Una vez calibrado y validado el modelo se extrapolan los parámetros y factores correctores para realizar la predicción de la descarga del manantial termal Montanejos, para el periodo comprendido entre (oct.1986-sept.2006), periodo en el cual fue establecido el caudal ecológico por la Demarcación Hidrográfica del Júcar (DHJ) para el tramo de estudio. El caudal medio diario simulado para este periodo es de 0.644 m3/s, lo cual nos indica que el aporte del manantial termal es suficiente para cumplir con el régimen de caudal ecológico establecido, que es de 0.4 m3/s, por tanto, no habría la necesidad de realizar sueltas desde el embalse Cirat de acuerdo al plan hidrológico, ya que generaría impactos negativos en la temperatura de sus fuentes termales, por ser una zona con alto valor turístico, gracias a la propiedad minero medicinal de sus aguas termales. Para analizar este efecto se implementó un modelo de temperatura unidimensional SSTEMP, en donde, el primer escenario se analiza solo con el aporte del manantial termal, obteniéndose temperaturas medias que oscilan entre 23-24.5°C en la estación verano, mientras en invierno llega a descender a valores que están entre 21-23°C, representando los casos extremos, donde las temperaturas más optimas se presentan en verano y primavera a lo largo del tramo de estudio. Sin embargo, en el segundo escenario, combinando la descarga del caudal ecológico desde el embalse Cirat y la descarga del manantial termal Montanejos; se obtuvieron descensos importantes en las cuatro estaciones, donde en el caso de verano e invierno, llega a reducirse en promedio más de 3 y 6°C respectivamente. Finalmente, el último escenario es similar al segundo, con la diferencia

Approximately the fifth part of peninsular Spain is conformed by limestone regions, and that are responsible for the formation of the karstic phenomena. The Alto Mijares basin is not exempt in this, since its structure is composed of large deposits of underground water of karstic origin, which are conducted by caverns and then unloaded in the springs and sometimes in the river bed itself. This system represents the main source of socio-economic development of the population located within the basin, not only for the fact of supplying the water resource for urban and tourist supply, but it is also the base flow of the Mijares River. As a consequence, these karstic springs require special strategies to manage the quantity and quality of their waters. For this, a hydrological model distributed on a daily scale was implemented with the help of the TETIS program; based on meteorological information from the interpolated stations of the Spain02 project, version V2; that provide a series of data of precipitation and daily maximum and minimum temperatures. With this information and the map of physical parameters, the calibration and validation of the model was performed, using the data observed from the Official Gauging Stations Network (ROEA), due to its greater continuity and reliability of its records, located in the stations Terde (ROEA 8030) and Arenós (ROEA 8134). The inclusion of karst phenomena in the TETIS model, driving the water to the deep underground flow in the zones identified as karst, to later determine the discharge in the springs by means of a unicellular model; This is because the springs are located outside the boundary of karst zones. With this artifice, it was possible to satisfactorily represent the different hydrological processes, specifically the base flow. The reintegration of the underground flow through the springs of Babor, Escaleruela and Mar del Royo, downstream of the Terde station, has had an enormous impact on the water balance of the basin, evidencing the importance of these phenomena in the implementation of the model. Once the model is calibrated and validated, the parameters and correction factors are extrapolated to predict the discharge of the Montanejos thermal spring, for the period between (October 1986-September 2006), period in which the ecological flow was established for the Júcar Hydrographic Demarcation (DHJ) for the study section. The average daily flow simulated for this period is 0.644 m3 / s, which indicates that the contribution of the thermal spring is sufficient to comply with the regime of established ecological flow, which is 0.4 m3 / s, therefore, there would be no the need to carry out releases from the Cirat reservoir according to the hydrological plan, since it would generate negative impacts on the temperature of its thermal springs, as it is an area with high tourist value, thanks to the medicinal mineral property of its thermal waters. To analyze this effect, a one-dimensional SSTEMP temperature model was implemented, where the first scenario is analyzed only with the contribution of the thermal spring, obtaining average temperatures that oscillate between 23-24.5 ° C in the summer season, while in winter it reaches descend to values that are between 21-23 ° C, representing the extreme cases, where the most optimal temperatures occur in summer and spring throughout the study section. However, in the second scenario, combining the discharge of the ecological flow from the Cirat reservoir and the discharge of the Montanejos thermal spring; significant declines were obtained in the four seasons, where in the case of summer and winter, it decreases on average by more than 3 and 6 ° C respectively. Finally, the last scenario is similar to the second, with the difference that the decreases are lower in the four seasons, because the Cirat reservoir discharge is only 0.16 m3 / s, which is the difference to comply with the ecological flow in combination with the minimum d