Efectos de las crecidas en el transporte de material particulado y contaminantes asociados: aplicación al caso del río oka (urdaibai), país vasco

• Autores: Luis Hernando Montoya Armenta
• Directores de la Tesis: Estilita Ruiz Romera (dir. tes.), Ignacio Antigüedad Auzmendi (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad del País Vasco - Euskal Herriko Unibertsitatea ( España ) en 2013
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Jean-Luc Probst (presid.), Arturo Elosegi Irurtia (secret.), Carlos Garbisu Crespo (voc.), José Miguel Sánchez Pérez (voc.), Miren Martínez Santos (voc.)
• Materias:
  • Ciencias de la tierra y del espacio
    • Geoquímica
      • Distribución de elementos traza
  • Ciencias tecnológicas
    • Ingeniería y tecnología del medio ambiente
      • Control de la contaminación del agua
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• Resumen

  • El estudio se centra en la cuenca del río Oka que vierte sus aguas en el estuario deUrdaibai, siendo este río el principal aporte continental de agua y sedimento al estuario,el cual cuenta con una gran riqueza ecológica que le ha servido para ser calificado comoReserva de la Biosfera de Urdaibai por la UNESCO en 1984.La calidad del agua de este río está sometida a riesgos de contaminación a lo largo delos diferentes periodos hidrológicos. Durante estos, se pueden presentar importantes yrápidos aumentos en la concentración de algunos contaminantes en el agua quecontribuyen a la degradación de su calidad. Lo anterior puede ocurrir como unaconsecuencia de la resuspensión de sedimentos en situaciones de crecidas, sobre todo siestas son de gran intensidad. La zona de estudio es la sub-cuenca situada en la cabeceradel río Oka, la cual lleva su mismo nombre.El objetivo principal de este trabajo fue estudiar el efecto de los eventos de crecidas enel transporte de material particulado y la degradación de la calidad físico-química delagua y sedimentos en la cuenca del río Oka durante tres años hidrológicos (2009-2012).Para dar cumplimiento a lo anterior, se ha llevado un registro de los datoshidro-meteorológicos obtenidos de la estación de aforos de Muxika, gestionada por laDiputación Foral de Bizkaia, especialmente durante los eventos de crecida. Asimismo,se han estudiado las características físicas de estas crecidas, la separación de loscomponentes de flujo, agua del pre-evento (Qp) y evento (Qe), por dos métodosdiferentes (método gráfico y basado en la conductividad eléctrica). Se analizó tambiénla hidroquímica de los eventos, observando la variabilidad mostrada por los ionesmayoritarios, los sólidos en suspensión (SS), el carbono orgánico disuelto (COD) yparticulado (COP), la concentración de metales en la columna de agua y su contenido enlos sólidos en suspensión. Se han determinado las relaciones caudal-concentración(bucles de histéresis) y su representación gráfica para SS, COD, COP y metales en lacolumna de agua, permitiendo establecer comportamientos similares entre los elementosestudiados y las diferencias entre sus procesos de transporte. Asimismo, se han obtenidolas cargas y tasas de SS, COD, COP, y se analizó su variabilidad temporal.Por otra parte, mediante el análisis estadístico conjunto entre los parámetroshidro-meteorológicos y las cargas de SS, COD y COP durante las crecidas, se ha podidoobtener una tipología de estos eventos generados en la cuenca de acuerdo a suintensidad, capacidad de transporte de sedimentos y carbono orgánico, similar a laobservada a partir de la relación entre el caudal máximo y el índice Qp/Qe, obtenida porel método de separación del hidrograma basado en la conductividad eléctrica.Adicionalmente, se han comparado tres metodologías para recoger sedimentos a lolargo del tiempo y en diferentes situaciones hidrodinámicas: un método de muestreopuntual discontinuo (para los sedimentos de fondo superficial - SFS), y dos métodoscontinuos (muestreo para sedimento integrado en el tiempo - SIT, y recolecciónautomática de sólidos en suspensión durante eventos de crecida - SSC). El análisisestadístico ha permitido comprobar que los contenidos de metales pesados (Cu, Ni, Pb,Cr, Mn, Zn y Fe) en los sedimentos recogidos por estos tres métodos, no muestrandiferencias estadísticas (excepto Cu y Fe), por tanto, cualquiera de estos métodos podríaser utilizado para recoger sedimentos fluviales representativos. Sin embargo, tanto SITcomo SFS, no permiten aclarar la evolución del contenido de metales pesados y suriesgo de toxicidad de manera detallada durante las crecidas.Finalmente, se realizaron en laboratorio dos experiencias de removilización desedimentos a nivel de microcosmos (para valores de turbidez de 850 y 1100 NTU) y seevaluó su efecto en la solubilización y biodisponibilidad de metales pesados. Lo anteriorse efectuó mediante la resuspensión de la fracción fina de los sedimentos pertenecientesa la cuenca del río Oka, estimando la cantidad de metal removilizado y evaluando lascaracterísticas fisicoquímicas del agua para los diferentes tiempos de ensayo. Estopermitió encontrar que la resuspensión de los sedimentos en el agua del río, indujo unareducida liberación de los metales. La concentración de algunos de ellos (Cu, Ni, Pb yZn) en la columna de agua fue negativamente afectada con el incremento de la turbideza las condiciones naturales del río, lo cual infiere una capacidad para inmovilizar losmetales presentes en la columna de agua, siendo incorporados en nuevos sitios de unióncomo las fracciones carbonato y orgánica del sedimento.