En la presente tesis se ha llevado a cabo el estudio del funcionamiento hidrogeológico de un humedal hipogénico de origen kárstico, como es el caso de las Lagunas de Estaña, con objeto de profundizar en el conocimiento de este tipo de humedales en los que es fundamental conocer los procesos que tienen lugar en la interacción entre el agua superficial y subterránea. Las Lagunas de Estaña se sitúan en las Sierras Marginales Pirenaicas (NE de España) y constituyen un humedal formado por dos lagunas naturales localizadas sobre materiales evaporíticos, arcillosos y carbonatados del Triásico. Se incluyen en la Red Natura 2000 como Lugar de Importancia Comunitaria (LIC) y a pesar de este reconocimiento, su funcionamiento y límites hidrogeológicos no han sido estudiados hasta el momento. Por ello, el objetivo principal de esta tesis ha sido el de establecer un modelo conceptual de funcionamiento hidrogeológico de las Lagunas de Estaña, para mejorar el conocimiento del sistema así como identificar y caracterizar el acuífero próximo a las mismas.
Se ha elaborado una cartografía geológica de detalle y se ha obtenido información a partir de la construcción e instalación de seis piezómetros de investigación en el entorno de las lagunas, lo que ha permitido realizar un estudio piezométrico, conocer la geología del subsuelo y tener acceso directo a las aguas subterráneas. Por otro lado, se han aplicado técnicas geofísicas (Resonancia Magnética Nuclear (MRS), Tomografía Eléctrica (ERT) y testificación geofísica de sondeos), que han ayudado a identificar los materiales del subsuelo, así como a caracterizar los acuíferos potenciales y la relación hidráulica entre estos y las lagunas. Todo ello se ha complementado con una caracterización hidrogeoquímica e isotópica (18O, 2H y 3H) de la precipitación, aguas subterráneas y lagunas, diferenciando los principales tipos de agua subterránea (bicarbonatadas cálcico-magnésicas a sulfatadas cálcicas) y deduciendo cualitativamente los procesos hidroquímicos dominantes (disolución de carbonatos, sulfatos y halita, dedolomitización y descomposición de materia orgánica)
Mediante la aplicación de un balance de agua en el suelo y un balance de cloruros en la cuenca vertiente subterránea a las lagunas (periodo 1988-2011) se ha estimado una recarga promedio en torno a los 115-157 mm/año, lo que supone entre el 18 y el 25% de la precipitación media anual. Además, se ha realizado un balance hídrico diario en ambas lagunas para el periodo comprendido entre el 8 de mayo de 2009 y el 9 de junio 2011 mediante la aplicación de tres métodos (balance volumétrico, balance de cloruros y balance isotópico) que ha puesto de manifiesto la existencia de una importante componente subterránea en ambas lagunas. En la Laguna Grande, estos balances indican un predominio de las entradas frente a las salidas subterráneas coincidiendo con los periodos de mayor precipitación. En la Laguna Pequeña no ha sido posible obtener un orden de magnitud de los caudales de entrada y salida subterráneos.
Como resultado de lo anteriormente comentado se obtiene que el acuífero en contacto con las Lagunas de Estaña corresponde principalmente a los carbonatos del Triásico Medio (facies Muschelkalk) caracterizado por una importante porosidad secundaria por fracturación y karstificación. Se trata de un acuífero local, aproximadamente coincidente con la cuenca superficial, y no presenta conexión con los acuíferos principales a nivel regional (carbonatos del Cretácico Superior y Eoceno de la unidad hidrogeológica del Sinclinal de Estopiñán). Con respecto a la geometría del acuífero, éste es somero cerca de las lagunas y aumenta en profundidad (no en potencia) a medida que nos alejamos de ellas, mostrando un flujo preferencial NO-SE con entrada de agua por el NO y una posible salida hacia el SE. Su elevada transmisividad (entre 400 y 1600 m2/día) unido al contenido en tritio pone de manifiesto tiempos de tránsito relativamente cortos con una respuesta rápida frente a las precipitaciones. Las arcillas y yesos correspondientes al Triásico Medio y Superior constituyen un acuitardo condicionando los procesos y características hidrogeoquímicas existentes tanto en el acuífero como en las lagunas.
Respecto al funcionamiento del propio humedal, parece responder a un sistema tipo Flow Through Wetland, con entradas y salidas subterráneas laterales coincidiendo con el acuífero somero, como pone de manifiesto tanto el balance hídrico como el estudio piezométrico, hidroquímico e isotópico realizado. Se han estimado los flujos de entrada (-0,1 hm3/año) y salida (0,04 hm3/año) subterráneos a la Laguna Grande, poniéndose de manifiesto que la principal entrada de agua a esta laguna se produce por aporte subterráneo (52% del total), mientras que la salida de agua más importante corresponde a la evaporación (~ 60%). Además, las mayores entradas subterráneas corresponden con las épocas de mayor precipitación, en coherencia con los elevados tiempos de tránsito anteriormente comentados, lo que hace que se trate de un humedal muy sensible a posibles cambios climáticos y/o cambios en los usos del suelo, aspectos importantes a considerar para su conservación.
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