Agotamiento de las aguas subterráneas y su relación con la agricultura y los ecosistemas dependientes en cuencas del Centro-Norte de Chile.
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Date
2021
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Publisher
Universidad de Concepción.
Abstract
El agua subterránea (GW) es la principal fuente de agua dulce no congelada del
planeta y, en muchas áreas semiáridas, es la única fuente de agua disponible
durante los períodos de estiaje. Su uso se ha intensificado en las últimas décadas y
existe un creciente riesgo de agotamiento a nivel mundial. En el Centro-Norte de
Chile, zona de alta producción agrícola, se ha producido un agotamiento de las GW
como resultado de las condiciones semiáridas y la alta demanda de agua, lo que ha
desencadenado importantes conflictos sociales, algunos por la sequía y otros por
las prácticas del agronegocio en el contexto de un modelo privado de gestión
hídrica. No obstante, debido a la alta demanda de GW, la integridad ecológica de
muchos ecosistemas que dependen estrictamente de este recurso también puede
verse afectada, en particular aquellos conocidos como Ecosistemas Dependientes
de las Aguas Subterráneas (GDE). Por tanto, el objetivo principal de esta
investigación es evaluar la relación entre el agotamiento de las GW con los cambios
en la agricultura y los ecosistemas dependientes en las cuencas La Ligua y Petorca,
Región de Valparaíso, Chile.
La relación entre las GW y la agricultura fue evaluada a través del Índice
Estandarizado de Precipitación (SPI), el Índice de Vegetación de Diferencia
Normalizada (NDVI), el cambio del uso del suelo entre 2002 y 2017, los derechos
otorgados de las GW y los datos del nivel del agua en pozos. Estas variables
empleadas fueron analizadas estadísticamente mediante correlaciones,
correlaciones cruzadas, test de tendencia y análisis de conglomerados. El análisis
satelital general se desarrolló en la plataforma Google Earth Engine (GEE).
Posteriormente, un nuevo método geoespacial con un enfoque integrado y temporal
fue desarrollado para mapear Zonas Potenciales de Ecosistemas Dependientes de
las Aguas Subterráneas (PGDEZ en inglés), con el objetivo de analizar los cambios
espacio-temporales de los GDE ante el nivel cambiante de las GW. Se realizó una
encuesta a expertos para asignar peso a distintos parámetros geoespaciales
considerados como predictores de la presencia de GDE. Luego 14 parámetros
fueron reclasificados y normalizados en una escala de 1 a 5 según la alta o baja
probabilidad de encontrar estos ecosistemas (muy alta, alta, media, baja y muy
baja). El mapeo se llevó a cabo mediante la herramienta de superposición
ponderada en el ArcGIS 10.8.1 y la validación se realizó mediante trabajo de campo.
Por último, se analizaron datos de GW, lluvia y NDVI.
Se demostró que el GW disminuyó significativamente (en el 75% de los pozos) y
que la sequía hidrológica ha sido moderada pero muy prolongada. El área de cultivo
del palto en La Ligua aumentó significativamente (2 623 ha), con respecto a otras
áreas agrícolas, mientras que en Petorca disminuyó en 128 ha. En ambas cuencas
las zonas de aumento del palto coincidieron con las zonas de mayor disminución de
las GW y en Petorca se presentó el mayor aumento de la cantidad de embalses. Las
correlaciones GW-lluvia fueron bajas, mientras con el NDVI resultaron altas, y los derechos de las GW se otorgaron continuamente a pesar de la sequía. Estos
resultados confirmaron que el agotamiento de los acuíferos fue influenciado
principalmente por factores antrópicos debido a la sobreexplotación de las GW
como consecuencia del aumento de la demanda de agua por la agricultura y la falta
de gestión hídrica. Por otra parte, los parámetros geoespaciales de mayor peso
asignado por los expertos (N=26) con respecto a la probabilidad de presencia de un
GDE fueron la geología, la lluvia, el uso del suelo, la geomorfología y el NDVI. Los
mapas de las PGDEZ entre el 2002 y el 2017 mostraron un descenso en la
superficie de las zonas “muy altas” y “altas” (0.72 y 7.43 %, respectivamente). Los
parámetros temporales más sensibles en el análisis multicriterio fueron la lluvia y el
cambio del uso del suelo, siendo la lluvia el de ligeramente mayor influencia. Se
demostró además que los ecosistemas identificados como GDE disminuyeron o
fueron afectados mayormente por el agotamiento de los acuíferos (NDVI-GW, r Pearson ≥ 0.74), respecto a la lluvia y los cambios antrópicos.
Description
Tesis para optar al grado de Doctor en Ciencias Ambientales con mención en Sistemas Acuáticos Continentales.
Keywords
Aguas Subterráneas, Chile, Zona Norte, Sequías, Chile, Zona Norte, Uso de la Tierra, Chile, Zona Norte, Administración de Recursos Naturales, Petorca (Chile : Cuenca), Biodiversidad, Efectos del Clima, Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo, Objetivos de Desarrollo Sostenible