Facultad de Ciencias Geológicas Universidad Complutense de Madrid MÁSTER UNIVERSITARIO EN Geología Ambiental Curso 2021-2022 Evolución de los usos del suelo en la cabecera de la cuenca del río Oria y su relación con factores climáticos e hidrológicos Evolution of land uses in the headwaters of the Oria river basin and its relationship with climatic and hydrological factors ARANTXA ORTIZ ELORZA TUTOR/ES DEL TRABAJO: CRISTINA MARTÍN MORENO Facultad de Ciencias Geológicas Universidad Complutense de Madrid MÁSTER UNIVERSITARIO EN Geología Ambiental Curso 2021-2022 Evolución de los usos del suelo en la cabecera de la cuenca del río Oria y su relación con factores climáticos e hidrológicos Evolution of land uses in the headwaters of the Oria river basin and its relationship with climatic and hydrological factors ARANTXA ORTIZ ELORZA TUTORA DEL TRABAJO: CRISTINA MARTÍN MORENO Fdo.: Fdo.: Facultad de Ciencias Geológicas Universidad Complutense de Madrid DECLARACIÓN DE NO PLAGIO NOMBRE APELLIDO APELLIDO: ARANTXA ORTIZ ELORZA con NIF: 72541988B, estudiante de Máster DE GEOLOGÍA AMBIENTAL en la Facultad de Ciencias Geológicas de la Universidad Complutense de Madrid en el curso 20 -20 , como autor/a del trabajo de fin de máster titulado: Evolución de los usos del suelo en la cabecera de la cuenca del río Oria y su relación con factores climáticos e hidrológicos y presentado para la obtención del título correspondiente, cuya tutora es: CRISTINA MARTÍN MORENO DECLARO QUE: El trabajo de fin de máster que presento está elaborado por mí y es original. No copio, ni utilizo ideas, formulaciones, citas integrales e ilustraciones de cualquier obra, artículo, memoria, o documento (en versión impresa o electrónica), sin mencionar de forma clara y estricta su origen, tanto en el cuerpo del texto como en la bibliografía. Así mismo declaro que los datos son veraces y que no he hecho uso de información no autorizada de cualquier fuente escrita de otra persona o de cualquier otra fuente. De igual manera, soy plenamente consciente de que el hecho de no respetar estos extremos es objeto de sanciones universitarias y/o de otro orden. En Madrid, a 30 de MAYO de 2022 Fdo.: I Para mi Aita AGRADECIMIENTOS Mi gratitud especial a mi directora del Trabajo de Fin de Máster Dra. Cristina Martín Moreno por su apoyo, dedicación y sugerencias a la hora de realizar este trabajo. Gracias por ayudarme a buscar soluciones en los momentos de duda y guiarme correctamente durante todo el proceso del estudio. Expresar mi más profundo agradecimiento a mi familia por su paciencia, comprensión y ayuda mostrada durante el trabajo. Muchas gracias por ayudarme con los problemas que me he ido encontrando y por otorgar el conocimiento necesario para finalizar el estudio. También me gustaría agradecer a mi tutora de Trabajo de Fin de Grado en el Grado de Geología, Dra. Arantza Aranburu Artano, porque para este trabajo también me ha proporcionado la información solicitada y me ha facilitado el inicio de este estudio ofreciéndome ayuda siempre que la he necesitado. Agradezco a la gente del pueblo de Zegama con la que me he puesto en contacto por concederme parte de su tiempo y proveerme de información que no he podido obtener mediante la búsqueda bibliográfica o me ha permitido corroborar la misma. Por último quisiera agradecer a todos mis compañeros y compañeras tanto del Máster de Geología Ambiental como de mi pueblo por apoyarme y animarme a ponerme en contacto con las personas necesarias y acompañarme a las entrevistas realizadas. II ÍNDICE RESUMEN ............................................................................................................................. III ABSTRACT ............................................................................................................................ IV 1. INTRODUCCIÓN ................................................................................................................. 1 2. ÁREA DE ESTUDIO .............................................................................................................. 3 2.1. Localización ........................................................................................................................ 3 2.2. Geología y geomorfología .................................................................................................. 3 2.3. Hidrología ........................................................................................................................... 4 2.4. Usos del suelo..................................................................................................................... 5 2.5. Clima ................................................................................................................................... 5 2.6. Aspectos socio económicos ................................................................................................ 6 3. HIPÓTESIS Y OBJETIVOS ..................................................................................................... 7 4. METODOLOGÍA .................................................................................................................. 8 4.1. Caracterización de la zona de estudio. ............................................................................... 8 4.1.1. Trabajo de campo ........................................................................................................ 8 4.1.2. Entrevistas a los informantes del lugar ....................................................................... 8 4.1.3. Búsqueda bibliográfica ................................................................................................ 8 4.2. Caracterización climática ................................................................................................... 9 4.3. Cálculo del Número de Curva ............................................................................................. 9 4.3.1. Uso del suelo o cubierta vegetal ............................................................................... 11 4.3.2. Permeabilidad o Grupo Hidrológico del Suelo .......................................................... 11 4.3.3. Mapa de pendientes ................................................................................................. 13 4.3.4 Características hidrológicas ........................................................................................ 13 4.3.5. Elaboración de mapa del Número de Curva ............................................................. 13 5. RESULTADOS ................................................................................................................... 14 5.1. Caracterización climática e hidrográfica de la zona ......................................................... 14 5.2. Elaboración de mapas ...................................................................................................... 15 5.2.1. Cartografía de usos de suelo ..................................................................................... 15 5.2.2. Cartografía de tipo de suelo (Grupo Hidrológico) ..................................................... 22 5.2.3. Mapa de pendientes ................................................................................................. 22 5.2.4. Obtención del NC ...................................................................................................... 25 6. DISCUSIÓN....................................................................................................................... 31 6.1. Aspectos metodológicos .................................................................................................. 31 6.2. Aspectos climáticos .......................................................................................................... 32 6.3. Aspectos de uso y tipo de suelo y de pendiente .............................................................. 33 6.4. NC, relación con los aspectos analizados e implicaciones ............................................... 35 7. CONCLUSIONES ............................................................................................................... 37 8. BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................................. 38 9. ANEXOS ........................................................................................................................... 41 III RESUMEN En el presente trabajo se estudian las diversas características de la cuenca de la cabecera del Oria, situada en Zegama, a fin de obtener valores de Número de Curva (NC) que servirán para observar tendencias útiles, entender e interpretar la evolución del paisaje y su funcionamiento en relación a la escorrentía. La cuenca de la cabecera del río Oria se sitúa en el sur de Gipuzkoa, España y tiene una extensión de 37 km2. La mayoría del suelo está ocupado por bosques, prados y afloramientos rocosos de origen calcáreo. Los habitantes se dedican principalmente al segundo o tercer sector. La hipótesis de la que se parte es que el aumento zonas de bosque reduciría la escorrentía superficial por aumento de la infiltración. El objetivo formulado ha sido estudiar el NC de la cuenca en distintos años (1946, 1984, 2013 y 2021) y relacionarlo con valores climáticos, hidrográficos y socio económicos de la cuenca del río Oria. Para contextualizar el trabajo se han realizado trabajos de campo, entrevistas personales y búsqueda bibliográfica. Para obtener los resultados se ha efectuado una caracterización climática de la zona y se han confeccionado mapas mediante QGIS. Realizados los análisis de climatología, se han confeccionado mapas de los años 1946, 1984, 2013 y 2021 que muestran los Números de Curva que han servido para caracterizar y determinar la evolución de la cuenca del rio Oria. Analizando el NC se observa que ha ido y sigue reduciéndose con los años. Los cambios asociados al NC se relacionan directamente con los cambios en el uso del suelo del terreno. Es por ello, que el cambio más obvio del NC se observa desde 1946 a 1984 coincidiendo con la época en la que comenzó la plantación de coníferas. Relacionando los valores de NC con el caudal y los parámetros climáticos se han comparado con las inundaciones que han afectado al pueblo en distintos años y con los datos de la estación de aforo. A modo de conclusión, se ha detectado que desde 1946 la precipitación es constante y que la temperatura va en alza debido al cambio climático y el NAO. Los usos del suelo tienen relación con la economía provocando la disminución del NC. Palabras clave: Aizkorri, Río Oria, NC, escorrentía, precipitación y temperatura. IV ABSTRACT In the present work the different characteristics of the Oria headwater basin, located in Zegama are studied, in order to obtain Curve Number (NC) values that will serve to observe useful trends, understand and interpret the evolution of the landscape and its operation in relation to runoff. The Oria river headwater basin is located in the south of Gipuzkoa, Spain, and has an area of 37 km2. Most of the land is occupied by forests, meadows, and rocky outcrops. The inhabitants are mainly engaged in the second or third sector. The starting hypothesis is that the increase in forest areas would reduce surface runoff. The formulated objective has been to study the NC of the basin in different years (1946, 1984, 2013 and 2021) and relate it to climatic, hydrographic and socio-economic values of the Oria river basin. To contextualize the work, field work, interviews with informants and bibliographic search have been carried out. To obtain the results, a climatic characterization of the area has been carried out and maps have been made using QGIS. It has been carried out the climatology analyses and maps for the years 1946, 1984, 2013 and 2021 showing the Curve Numbers that have served to characterize and determine the evolution of the Oria river basin. Analyzing the NC it is observed that it has and continues to reduce over the years. The changes associated with the NC are directly related to the changes in the land's use. For this reason, the most obvious change in NC is observed from 1946 to 1984, coinciding with the time when conifers began to be planted. Relating the values of NC with the flow and the climatic parameters, they have been compared with the floods that have affected the town in different years and with the data from the gauging station. As a conclusion, it is detected that since 1946 the precipitation is constant and that the temperature is rising due to climate change and the NAO. Changes in land uses are related to the economy causing the decrease in NC. Keywords: Aizkorri, Oria River, NC, runoff, precipitation and temperature 1 1. INTRODUCCIÓN Al estudiar diversas características del pueblo de Zegama (Gipuzkoa, España) se observa constantemente la repercusión de las modificaciones que ha sufrido el río que lo atraviesa (río Oria) bien por su canalización o bien por la desaparición de las industrias que había. Se ha creído conveniente no dejarlo en el mero relato sino tratar de explicar las causas por las que se manifiesta esta realidad. En este análisis un aspecto clave que puede dar pistas para ver la evolución sufrida por el río es el parámetro hidrológico de Número de Curva (NC) que es uno de los métodos más extendidos y experimentados de los modelos empíricos de infiltración creado por el Servicio de Conservación de los Suelos (SCS) de los EEUU (McCuen, 1982). Mediante este método se puede caracterizar el potencial de escorrentía de una cuenca hidrográfica (Díaz, 2017) y así determinar si puede haber algún peligro asociado a la escorrentía superficial. Estudiando la evolución de la cuenca desde las primeras ortofotos disponibles (1946) hasta la actualidad se han calculado los valores de NC que vienen definidos por los usos del suelo, tipos de suelo, pendientes y dirección de laboreo para determinar el potencial de escorrentía. A nivel nacional, en las últimas décadas existen trabajos bibliográficos como el de Témez (1978), Ferrer et al., (1995), Ferrer et al., (1998), Prieto et al. (2013) que hacen referencia al NC. Sin embargo, no se han encontrado estudios bibliográficos similares referentes al río Oria ya que los hallados, aun describiendo características de este río, tratan de generalidades relacionadas con las obras públicas, las inundaciones o los usos sostenibles del agua. Al no encontrar ningún trabajo previo de cálculos de potencial de escorrentía centrada en la zona, se ha considerado interesante analizar dicho parámetro, ya que al tratarse de la cabecera de uno de los ríos principales de Gipuzkoa, lo que ocurre en la misma puede afectar a lugares situados río abajo. Esta idea se basa en parte en el estudio previo realizado en el Trabajo Fin de Grado de Geología en el que se realizó una caracterización geológica y un mapa geomorfológico de la cuenca que posteriormente fue solicitado por el Departamento de Geología de la UPV/EHU para estudiar el desprendimiento ocurrido en 2020 en la ladera del monte Aizkorri. Dado que una de las limitaciones de dicho trabajo fue la profundización en los procesos hidrológicos, se ha considerado conveniente incidir en este aspecto para ir completando los datos de la cabecera del río. 2 Para ello, el trabajo se ha dividido en los siguientes apartados: primero se plantearán los objetivos e hipótesis del presente estudio para después explicar detalles sobre el área de estudio. A continuación, se hablará sobre la metodología utilizada para la obtención de resultados que se expondrán en el apartado siguiente. El trabajo seguirá con la discusión de los resultados y finalizará con las conclusiones obtenidas. A pesar de que sería interesante examinar en más detalle valores de caudal y de evolución del tipo de suelo, no existen datos históricos disponibles anteriores a 1994-1995 en el caso de caudal y respecto a los datos de tipo de suelo detallados de la zona solo existen los actuales. Por ello, se ha considerado que el tipo de suelo no ha variado ya que el suelo se crea a partir de la roca madre y esta no ha podido provocar cambios significativos en el periodo de tiempo estudiado. Además no se aborda de forma explícita el cálculo de caudales de escorrentía específicos para eventos concretos sino que se calcula el NC de manera general. A pesar de estas limitaciones que, sin duda deben tenerse en cuenta, se considera que el método de NC permite obtener valores orientativos y observar tendencias útiles que sirven para entender e interpretar la evolución del paisaje y su funcionamiento en relación a la escorrentía, lo que podría también relacionarse con la erosión superficial. 3 2. ÁREA DE ESTUDIO 2.1. Localización La zona de estudio se sitúa en España, al sur de Gipuzkoa en el pueblo de Zegama (Fig.1). El pueblo limita tanto con Álava como con Navarra y tiene entrada directa al Parque Natural Aizkorri-Aratz en cuyo interior se encuentra la Sierra de Aizkorri. En esta Sierra se encuentran las cumbres más altas de Euskadi: Aizkorri (1528), Aketegi (1551), Arbelaitz (1508). Para el desarrollo de este estudio se ha tomado como referencia una extensión de 37km2 correspondiente a la cabecera de la cuenca hidrográfica del río Oria situada en la parte septentrional de Aizkorri. Los límites que se han establecido son los siguientes: al noroeste el mojón situado en Maitegi, al sureste el puerto de Otsaurte, al suroeste la Sierra de Aizkorri y al noreste el monte Arranoaitz (Fig 1.) 2.2. Geología y geomorfología En la zona de estudio se distinguen dos unidades: al norte la unidad Oiz y al sureste la unidad Yurre-Gorbea siendo el límite entre los dos el cabalgamiento Bilbao-Alsasua (Carril, 1998). Observando el mapa geológico (Anexo I), se aprecia que la unidad Oiz forma el anticlinorio de Zegama; los materiales del núcleo son margas del Complejo Urgoniano y los dos flancos están formados por materiales lutíticos de la formación Balmaseda que son del complejo Albocenomaniense (Garrote et al., 1992). Hacia la mitad de este anticlinorio y casi perpendicularmente atraviesa la falla de Zegama de movimiento dextro. La unidad Yurre-Gorbea forma un anticlinal siendo los materiales del núcleo de la facies Purberck-Weald. A los lados, se encuentran materiales carbonatados del Complejo Urgoniano y areniscas y lutitas del complejo Albocenomaniense. El flanco este está muy tectonizado y los materiales no tienen continuidad hacia el norte debido al cabalgamiento Bilbao-Alsasua; el flanco del sur muestra muy poca tectonización (Garrote et al., 1992). Fig. 1. A la derecha la localización de Zegama. A la izquierda la extensión de la cuenca analizada. 60km Bilbo Donostia Zegama Maitegi Otsaurte Arranoaitz Aizkorri 2km 4 Geomorfológicamente (Anexo II), se pueden distinguir dos aspectos: el morfoestructural y el modelado. Respecto al primero, los rasgos más destacables son los escarpes que componen las paredes de calizas de unos 50-80m que aparecen al norte de la sierra de Aizkorri. En cuanto al modelado, los principales procesos geomorfológicos activos son fluviales, gravitacionales y kársticos. El principal río que discurre por la zona es el Oria, el cual al inicio toma el nombre de río Otsaurte. Cerca de su nacimiento, en la sierra de Aizkorri, tiene una pendiente de 5,8% y dirección hacia el noroeste, hasta que al cruzar el pueblo de Zegama cambia de pendiente a 2-1% y de dirección, hacia el noreste. Además, se observan varios nick points que coinciden con cambios de litología o con puntos en los que se unen afluentes. No existe una llanura de inundación continua sino que se observan 5 zonas diferentes. Además, al inicio del río se pueden ver 3 niveles de terrazas. Los principales procesos gravitacionales de la zona son deslizamientos, abanicos coluviales y reptaciones. Los primeros, los deslizamientos, dejan una marca semicircular en el terreno y acumulación de sedimentos a los pies de dicha marca. Los segundos, los abanicos coluviales, están formados por tres partes: la marca de erosión situada en todos los casos entre 1548 - 1200 m de altitud y de pendiente de entre 75% y 102%; el canal que une la marca erosión con los coluviones y que tiene forma de U y la zona de sedimentación o los coluviones en los que los materiales más grandes (bloques de 240x300cm) están en las zonas más alejadas. Por último, se puede observar reptación en muchos lugares de la zona. En cuanto a las formas kársticas externas (exokarst), se pueden observar dolinas y lapiaces. Las dolinas están al norte y sur de la sierra de Aizkorri ya que es la zona de menor pendiente (110% en zonas de laderas grandes y 3-10% en zonas de menor pendiente); aparecen con una densidad de entre 111 dolinas/km2 y 51 dolinas/km2. En cuanto a los lapiaces, se pueden observar tanto los creados por flujo como los creados por agua sin flujo. 2.3. Hidrología El río principal que discurre por la cuenca hidrográfica analizada en este trabajo es el río Oria el cual nace en la Sierra de Aizkorri y, en los 9,5 km que tiene la cuenca, acumula un desnivel de 360m. Desemboca en el Mar Cantábrico. Además el límite sur de la cuenca es una divisoria que distribuye las aguas que quedan al norte hacia el Mar Cantábrico y las aguas que quedan al sur hacia el Mar Mediterráneo. La cuenca principal se puede dividir en cuencas secundarias que guardan relación con los afluentes del río principal. Estas cuencas secundarías, tienen una extensión de entre unos 0,6 km2 y 2,5 km2. 5 Los afluentes principales que se pueden encontrar en la zona son: Kortatxo-Elortxo, río que nace en los canchales cuando el suelo pasa de ser de permeable (calizas) a impermeable (lutitas y margas); Osiñe, río que desemboca en la parte sur del pueblo de Zegama y Olaran, río que desemboca en el mismo pueblo. En los estudios químicos de agua realizados (Mendiguren et al., 2021) se ha observado que la calidad del agua es buena; la composición del agua es bicarbonatada cálcica y el pH medio anual es neutro de entre 6,5 y 8,7. 2.4. Usos del suelo La zona se caracteriza por tener la mayoría del suelo ocupado por bosques ya sean autóctonos o de plantación. Los primeros, son mayoritariamente hayas y robles que se sitúan en la ladera de la montaña Aizkorri; en cuanto a los segundos, se tratan de coníferas y el más abundante es el Pinus radiata. Este tipo de plantación se utiliza para la explotación de madera por lo que cada 20-25 años talan los pinos para venderlos y plantan nuevos pinos en el lugar. Además también existen zonas donde se extienden prados y praderas en las que el ganado puede pastar. En las partes más altas de la montaña, no hay vegetación y solo se puede apreciar el afloramiento rocoso. Existen también pistas que se utilizan para extraer pinos y caminos hechos para el Trail. Además el suroeste de la localidad es atravesado por el ferrocarril en la línea Irún-Madrid. 2.5. Clima La zona de estudio se sitúa en una zona con clima húmedo (Gobierno de España, s.f.) clasificada en el Atlas climático Ibérico como zona Cfb (templado sin estación seca y con verano templado) (AEMET & Instituto de Meteorología de Portugal, 2011) donde la temperatura media anual actual es de 10,1ºC y la media de precipitación anual de 1369mm (Martínez, 2021). Además, aunque la media de la velocidad de los vientos anual es de poca intensidad (alrededor de 10km/h) existen rachas máximas de más de 100km/h (Eusko Jaurlaritza/Gobierno Vasco, s.f.). La dirección principal del viento es SE pero también tiene gran importancia el viento de dirección NW. Resumiendo los datos extraídos de Eusko Jaurlaritza / Gobierno Vasco, Euskalmet del periodo 2001-2020, se observa que el mes con mayor precipitación acumulada es mayo con una media de 159,92 L/m2 y el mes con menor precipitación acumulada es julio con una media de 46 L/m2. El mes con más días de precipitación es enero con 19 días de media y el mes con menos precipitación septiembre con 13 días. La humedad media diaria oscila entre 6 el 73 y 81 % siendo enero el mes en el que los valores son más altos y marzo cuando se señalan los más bajos. Asimismo, el mes más frío es enero con una media de 6,3ºC y el mes más caluroso agosto con una media de 19ºC. Febrero es el mes con mayor número de días de heladas. Aunque durante el invierno la nieve se extiende por toda la Sierra de Aizkorri, a partir de 1300 metros en la actualidad se mantienen puntualmente neveros hasta abril-mayo. 2.6. Aspectos socio económicos La localidad de Zegama tiene una población aproximada de 1550 habitantes (INE, 2021) registrándose desde 1996 un aumento de la población de unas 200 personas (INE, 2021). Históricamente las actividades relacionadas con los recursos naturales, extracción de madera, ganadería, cultivos, explotación de canteras etc., han supuesto los empleos mayoritarios de la zona junto con las industrias de cloro, cola y papel (Mora, 2003) y aun teniendo varias industrias importantes Zegama (Papelera de Zegama S.A., 1865 – 1987) no ha conocido los grandes cambios debido a la industrialización que sufrieron pueblos cercanos (Mora, 2003). En las últimas décadas, la mayoría de la población se dedica al segundo o tercer sector, aunque todavía hay habitantes que viven enteramente del primer sector (Palacios, 2011). De todas formas, las actividades relacionadas con la naturaleza todavía están muy presentes entre los habitantes y suponen un ingreso extra en muchos de los residentes. En el tercer sector destaca el turismo que aunque no sea la principal entrada económica de la localidad sí que existen días señalados en los que el turismo tiene un papel importante tal como el maratón internacional Zegama-Aizkorri, en el que participan los mejores corredores del mundo de Trail, por lo que ese fin de semana tanto el monte como el pueblo suele estar muy concurrido. Este evento ha hecho que en el pueblo haya definidas rutas de Trail. 7 3. HIPÓTESIS Y OBJETIVOS El trabajo nace tras la comparación de los datos suministrados de forma oral por los vecinos del lugar y de los cambios observados en el uso del suelo mediante el trabajo de campo realizado. Así, la hipótesis formulada es la siguiente: el aumento actual de zonas de bosque respecto a la década de los años 40 reduciría la escorrentía superficial lo cual dificultaría la ocurrencia de inundaciones. Para confirmar o refutar la hipótesis, el objetivo general planteado ha sido estudiar el NC de la cuenca en distintos años (1946, 1984, 2013 y 2021) y relacionarlo con valores climáticos, hidrográficos y socio económicos de la cuenca del río Oria con la finalidad de caracterizar la zona lo mejor posible y tener conocimiento tanto de la situación actual como de la evolución que ha sufrido. A fin de poder lograr el objetivo general se plantean los siguientes objetivos específicos para el periodo analizado: • Analizar y comparar datos climáticos de precipitación y de temperatura. • Analizar y comparar datos hidrológicos de caudal • Confeccionar mapas representativos de uso de suelo, tipo de suelo y pendientes. • Identificar las distintas actividades socio económicas existentes. 8 4. METODOLOGÍA En este apartado se exponen los métodos, técnicas y procedimientos que han guiado el estudio vigente. A fin de contextualizar la zona de estudio, se ha iniciado el proceso tomando como base tanto el trabajo de campo como las entrevistas realizadas a los informantes del lugar y la búsqueda bibliográfica del entorno en que se desarrolla la investigación. 4.1. Caracterización de la zona de estudio. 4.1.1. Trabajo de campo Para realizar la caracterización de la zona de estudio, se han realizado 10 salidas formales ad hoc (Fig 2.), apoyadas en anteriores informales mediante las que se decidió el espacio en el que se iba a desarrollar el trabajo. El objetivo de estas visitas de campo ha sido la caracterización de la zona en general y de las distintas subzonas en particular. 4.1.2. Entrevistas a los informantes del lugar Las entrevistas se pueden dividir en dos grupos: por una parte tres personas del pueblo con conocimiento del lugar a las que se les ha entrevistado para obtener información sobre los distintos usos del suelo y las inundaciones o modificaciones del río ocurridas desde 1946. Por otra parte, se ha consultado también a especialistas en geología, historia y toponimia de la zona para obtener información acerca del valor geológico, histórico, patrimonial y socio económico cultural del territorio. 4.1.3. Búsqueda bibliográfica En relación a la bibliografía se han consultado distintas bases de datos Dialnet, Scholar, Elsevier, ReserchGate en las que los conceptos o las palabras clave de inicio han sido las 2021/12/22 2021/12/23 2021/12/27 2021/12/28 2021/12/29 2021/12/30 2022/01/03 2022/01/04 2022/01/05 2022/01/08 Fig. 2. Mapa de las salidas realizadas 2km 9 siguientes: Aizkorri, Río Oria, NC, escorrentía, precipitación y temperatura. Además se han consultado y tomado como referencia los mapas de Ente Vasco de la Energía (EVE) (Garrote et al., 1992) en escala 1:25.000. Asimismo, se ha utilizado el mapa de GeoEuskadi (Eusko Jaurlaritza/Gobierno Vasco, 2021) para descargar el mapa litológico, los inventarios de uso del suelo, los nombres de los ríos, las curvas de nivel, tipo de suelo, modelo digital del terreno y las ortofotos. En algunos casos (el tipo de suelo o los inventarios de uso del suelo por ejemplo) se han simplificado los datos, pero en otros casos (ortofotos) se ha realizado una fotointerpretación mediante QGIS. Es importante señalar que todo el trabajo se ha desarrollado sobre la base de un Sistema de Información Geográfica (SIG) (software QGIS) de Código Abierto que a través de sus funciones básicas y complementos ha permitido visualizar, gestionar, editar y analizar datos y diseñar mapas. 4.2. Caracterización climática Para realizar la caracterización climática de la zona, se han extraído los datos correspondientes de la estación meteorológica de Otsaurte (520m.s.m.), por ser esta la estación que se encuentra en la cuenca estudiada. Los datos se comenzaron a registrar en el año 2001 (primer año disponible) y han sido recogidos desde la página www.euskalmet.eus (Eusko Jaurlaritza/Gobierno Vasco, s.f.). Se ha realizado un análisis de todos los datos obtenidos y los relativos a precipitación, temperatura y vientos han sido transferidos a Excel programa en el que se han realizado los cálculos y gráficos. Los datos hidrográficos se han obtenido en www.gipuzkoa.eus (Guipuzkoako Foru Aldundia, s.f.) y www.ura.eus (Uraren Euskal Agentzia, s.f.) y corresponden a la estación de aforo de Alegia, por ser la estación de aforo más cercana a la cuenca de estudio y recoge también las aportaciones del río Oria. En este caso se han podido obtener datos desde 1994 hasta la actualidad y también se han transferido a Excel para analizarlos y trabajar con ellos. Una vez recogidos, organizados y analizados los datos, se han creado varios gráficos en los que se muestra la evolución de los distintos parámetros estudiados: precipitación, temperatura, velocidad de viento y caudal/aportes en la estación de aforo. 4.3. Cálculo del Número de Curva En la parte del trabajo correspondiente al análisis de escorrentía dependiendo del uso y tipo suelo y la pendiente de la zona, se ha realizado mediante el método del NC a partir del cual se han creado los mapas. http://www.euskalmet.eus/ http://www.gipuzkoa.eus/ http://www.ura.eus/ 10 Habitualmente, este método se aplica para calcular la escorrentía directa generada por un evento de lluvia con la siguiente ecuación (Ecuación 1): 𝑄 = (𝑃 − 0,2𝑆)2 𝑃 + 0,8𝑆 (Ecuación 1) Q es la escorrentía, P la precipitación acumulada en un periodo de tiempo y S el potencial máximo de retención, todas ellas expresadas en mm. Como S puede tomar cualquier valor del cero al infinito para que los resultados sean fiables es necesario utilizar varios decimales. Para obtener ese valor más simplemente se requería la creación de otro parámetro. Es por eso, que se creó el parámetro hidrológico NC que tiene valores del 0 al 100 y se formó la Ecuación 2. 𝑁𝑁 = 25400 𝑆 + 254 (Ecuación 2) Los valores de NC están tabulados por la SCS y son función del parámetro del umbral de escorrentía (Ecuación 3) (cantidad a partir de la cual el terreno no puede infiltrar más agua y empieza la escorrentía) el cual depende de: uso del suelo, tipo de suelo, dirección de laboreo o práctica con la que se cultiva, pendiente y condiciones iniciales de humedad (Ferrer et al., 1995). 𝑃0 = 5080 𝑁𝑁 − 50,8 (Ecuación 3) En el trabajo que nos ocupa para el cálculo del NC se han utilizado la teledetección y los sistemas de información geográfica tomando como base la metodología utilizada en Ferrer et al. (1995) y Prieto et al. (2013) y basada en CEDEX (1994) y adaptada para su uso este estudio. La teledetección y los sistemas de información geográfica han demostrado ser de gran utilidad a la hora de calcular el número de curva de una cuenca (Díaz, 2017), ya que permiten superponer los distintos mapas y asignar valores de curva correspondientes a cada polígono que se ha formado en la superposición. 11 Según estos autores, las condiciones de las que depende el valor del NC son: • Uso de suelo: tipo de cubierta vegetal • Permeabilidad o Grupo Hidrológico del Suelo: tipo de suelo y su capacidad de infiltración • Pendiente del terreno • Características hidrológicas 4.3.1. Uso del suelo o cubierta vegetal En lo referente a los usos del suelo se ha tenido en cuenta la profundidad y extensión del sistema radicular de la cubierta vegetal y la carencia de vegetación. Así se han identificado ocho grupos de uso del suelo: (1) afloramientos rocosos y canchales, (2) bosques de hayas y robles (bosques autóctonos), (3) bosques de coníferas, (4) cultivos, (5) matorrales, (6) pradera-matorral, (7) prados y praderas, y (8) zonas urbanas (en las que están incluidas carreteras, ferrocarriles…). Se ha creado un mapa de uso de suelo para cada año analizado (1946, 1984, 2013, 2021). Para ello, primero se han descargado las ortofotos (50cm de resolución la de 1946 y 1984 y 25cm de resolución las correspondientes a 2013 y 2021) desde Eusko Jaurlaritza / Gobierno Vasco (2021) y se ha digitalizado el uso de suelo. Para el año 2021 ya existía un mapa de uso del suelo en Eusko Jaurlaritza / Gobierno Vasco (2021) por lo que se ha modificado atendiendo a las necesidades que se requerían para llevar a cabo este estudio. 4.3.2. Permeabilidad o Grupo Hidrológico del Suelo El método del NC clasifica los tipos de suelo en función de su capacidad de infiltración o permeabilidad. Según el servicio de Conservación de Suelos (SCS) de los Estados Unidos se establecen 4 tipos de suelos (Fig. 3). • A: el agua se infiltra rápidamente, están excesivamente drenados. Corresponden con texturas arenosas o areno-limosas. • B: son suelos de permeabilidad moderada, están bien drenados. Corresponden con texturas franco-arenosas, francas, francoarcillosas y franco-limosas. • C: suelos con poca permeabilidad, suelos imperfectamente drenados. Corresponden con texturas franco-arcillosas, franco-arcillo-limosas y arcillo-arenosas. • D: suelos con gran impermeabilidad. Corresponden con texturas arcillosas o arcillo- limosas. 12 Utilizando el programa QGIS se ha creado un mapa en el que se muestran los diferentes grupos hidrológicos, equivalentes a tipos de suelo. Los datos para la creación de estos mapas se han descargado de Eusko Jaurlaritza / Gobierno Vasco (2021). En esta página se describen en tres mapas los porcentajes de las diferentes granulometrías (arena, limo y arcilla), es decir, cada granulometría tiene su mapa de porcentajes. Estos mapas de tipo de suelo se encuentran en formato ráster. Se han clasificado según la USDA (United State Department of Agriculture) y se han transformado a vectorial. A cada grupo de porcentaje se le ha asignado un número y al unir las tres capas se ha podido determinar el porcentaje de cada tamaño para poder clasificarlo en el triángulo. Se ha mantenido el mismo mapa de tipo de suelo para todos los años analizados por dos razones. La primera es que el tipo de suelo guarda relación con la roca madre existente y como la roca madre no cambia, se ha considerado que el tipo de suelo se mantiene. No se ha tenido en cuenta el efecto que la vegetación haya podido tener en los cambios de tipo de suelo ya que en esta capa sólo se han considerado materiales inorgánicos. La segunda razón es que al ser la creación de suelo un proceso que lleva más tiempo que lo que se puede apreciar a escala humana, se ha supuesto que en el periodo de tiempo considerado no ha podido haber grandes cambios. Fig. 3. clasificación de los tipos de suelo según SCS modificado de (Prieto et al., 2013) 13 4.3.3. Mapa de pendientes El método original de NC fue implementado sobre parcelas en terreno llano, pero al ver que el factor pendiente tiene influencia en la capacidad de infiltración se incorporó este factor en el método de la obtención (Prieto et al., 2013). La pendiente se clasifica en dos grupos: pendientes mayores o iguales al 3% y pendientes menores al 3%. Para la obtención de este mapa, se ha utilizado el Modelo Digital de Terreno (MDT) y se ha descargado de Eusko Jaurlaritza / Gobierno Vasco (2021); tiene una resolución de 1x1m. En el SIG existe una función automática que calcula las pendientes a partir del MDT y después se clasifica según lo necesario: pendientes mayores o iguales al 3% por un lado y menores que el 3% por otro. 4.3.4 Características hidrológicas Esta variable fue definida por Témez (1978) y hace referencia a la forma de cultivar la tierra. Se divide en dos grupos: (1) N: el cultivo sigue las curvas de nivel; (2) R: el cultivo sigue la línea de máxima pendiente. De todas formas, los Números de Curva asociados a cada tipo no se diferencian mucho y como no existen muchos cultivos en la zona (exceptuando el mapa de 1946) se puede considerar que todo el terreno se cultiva de la misma manera. 4.3.5. Elaboración de mapa del Número de Curva Para la creación de este mapa, se le ha asignado a cada variable descrita anteriormente un número primo. Dada la singularidad de los números primos, el producto entre ellos siempre dará un número diferente; así, al multiplicar los valores primos de cada mapa, que sería lo equivalente a la superposición de todos los factores implicados en el NC, se obtiene un número diferente para cada una de las combinaciones de tres números. Después se correlacionan los números multiplicados obtenidos con el NC correspondiente. Se ha creado una tabla de correspondencia basándose en Ferrer et al. (1995) y Prieto et al. (2013). Este procedimiento se ha seguido para cada año analizado. 14 5. RESULTADOS Para mostrar el análisis de la escorrentía superficial de la cuenca del río Oria, que es la razón de este trabajo, se presentan los resultados divididos en dos partes. En la primera, se expone la caracterización climática e hidrográfica de la zona y en la segunda, se elaboran mapas de uso de suelo, tipo de suelo y pendiente que han servido de base para realizar el mapa de NC. 5.1. Caracterización climática e hidrográfica de la zona Los resultados se han obtenido correlacionando los datos de precipitación, caudal y temperatura disponibles, mostrando al principio el análisis de los distintos datos meteorológicos y de caudal y posteriormente los de temperatura. Según los datos existentes obtenidos desde Eusko Jaurlaritza / Gobierno Vasco, Gipuzkoako Foru Aldundia / Diputación Foral de Gipuzkoa y Uraren Euskal Agentzia, los registros de caudal se iniciaron en el año hidrológico 1994-1995 y los de precipitación en el año 2001-2002. Para obtener los resultados se han contabilizado el caudal y las precipitaciones diarias. Estos datos han servido de base para deducir la media mensual, a partir de la cual se ha inferido la media anual que se muestra en la Fig. 4. Observando el gráfico en su globalidad se concluye que la media total de precipitación es de 1196mm y la de caudal 7,59 m2/s. Tanto la tendencia del caudal como la de la precipitación se mantienen constantes, aunque desde el año 2013 la variabilidad es mucho mayor en ambos casos. Al no ver una tendencia significativa en los datos de precipitación media diaria, se ha buscado ampliar los datos a fin de precisarlos con más exactitud. Para ello, se han analizado también la humedad media diaria y la media de días de precipitación (Anexo III). Al realizar el análisis de la temperatura de la zona de los últimos 18 años (Fig. 5) desde el año 2002 hasta el 2019, observando a línea de tendencia, es evidente la subida. Media anual de precipitación y caudal Fig. 4. Datos de precipitación (m) en columnas y caudal (m2/s) en línea Precipitación Caudal Líneas de tendencia 15 Para confirmar la tendencia observada en la Fig. 5, además de la temperatura media diaria, también se han analizado la media de temperaturas máximas, la media de temperaturas mínimas y los días de helada anuales (Anexo IV). 5.2. Elaboración de mapas Para ver la evolución que ha tenido el parámetro NC durante los 75 años analizados, se han elaborado mapas de NC de los años 1946, 1984, 2013, 2021. Para la realización de estos mapas con la metodología aplicada, ha sido necesario previamente crear mapas de uso del suelo (para los mismos años), un mapa de tipo de suelos (tal y como se ha explicado en el apartado de metodología) y un mapa de pendientes (único, ya que se considera que la topografía no ha cambiado sustancialmente) 5.2.1. Cartografía de usos de suelo A partir de las ortofotos de dichos años se han distinguido 8 usos de suelo diferentes (Fig. 6): • Afloramientos rocosos: todos los afloramientos de roca y los canchales. • Bosque: bosques autóctonos de la zona, que en este caso son hayas y robles mayoritariamente. • Bosque de plantación: bosques que han sido plantados para explotación, en este caso se trata de diferentes especies de coníferas • Cultivos: zonas cultivadas 0 2 4 6 8 10 12 14 16 2000 2005 2010 2015 2020 Te m pe ra tu ra (º C) Años Temperatura media Temperatura media Linea de tendencia Fig. 5. Temperatura media diaria en los 18 años analizados 16 • Matorral: terrenos con matas y malezas • Pradera – Matorral: zonas de pradera con arbustos o matorrales • Prados y praderas: terreno cubierto de hierba que puede utilizarse como pasto para ganado • Urbano: zonas urbanas, industriales, vías, ferrocarriles… Así, se han digitalizado los usos del suelo (Fig. 7, 8, 9, 10) para los cuatro años. Fig. 6. Los usos de suelo diferenciados en la cuenca del Oria. 17 Fig. 7. Mapa del uso del suelo de 1946. Obtenido a partir de la digitalización de la ortofoto de 1946 extraída de www.geoEuskadi.eus http://www.geoeuskadi.eus/ 18 Fig. 8. Mapa del uso del suelo de 1984 Obtenido a partir de la digitalización de la ortofoto de 1984 extraída de www.geoEuskadi.eus Prados http://www.geoeuskadi.eus/ 19 Fig. 9. Mapa del uso del suelo de 2013 Obtenido a partir de la digitalización de la ortofoto de 2013 extraída de www.geoEuskadi.eus http://www.geoeuskadi.eus/ 20 Fig. 10. Mapa del uso del suelo de 2021 Obtenido a partir de la digitalización de la ortofoto de 2021 extraída de www.geoEuskadi.eus http://www.geoeuskadi.eus/ 21 Se puede afirmar que los cultivos y/o la mayoría de prados y praderas se encuentran en las zonas próximas al pueblo aunque, la extensión varía según los años. Los bosques autóctonos se encuentran en la ladera de la montaña, por debajo de los afloramientos rocosos. Se han calculado las áreas correspondientes a cada uso y el porcentaje que estos ocupan en la cuenca en cada año (Tabla I) I. Tabla: áreas (en hectáreas) y porcentajes corresponcientes a cada uno de los usos en los distintos años. A modo de resumen, se ha realizado el gráfico de la Fig. 11 en donde se muestra la evolución de las extensiones (en hectáreas) de los distintos usos de suelo que se han distinguido durante los 75 años analizados. Uso del suelo 1946 % 1984 % 2013 % 2021 % Aflor. rocoso 85.3 2.3 85.3 2.3 85.3 2.3 66.3 1.8 Bosque 984.7 26.3 726.6 19.7 1105.6 29.5 1110.9 30.4 Bosque de plant. 373.6 10.0 1509.5 41.0 1707.6 45.5 1758.0 48.0 Cultivo 622.5 16.6 17.5 0.5 33.8 0.9 25.7 0.7 Matorral 209.3 5.6 539.9 14.7 173.4 4.6 136.2 3.7 Pradera-Matorral 40.4 1.1 57.4 1.6 93.2 2.5 43.3 1.2 Prados y praderas 1411.0 37.7 720.3 19.5 516.4 13.8 480.2 13.1 Urbano 14.4 0.4 28.6 0.8 34.8 0.9 38.8 1.1 Total 3741.2 100.0 3685.1 100.0 3750.1 100.0 3659.4 100.0 Fig 11. Evolución del uso del suelo. Evolución del uso de suelo 22 5.2.2. Cartografía de tipo de suelo (Grupo Hidrológico) A partir de los porcentajes de arcilla, limo y arena, se ha podido determinar el tipo de suelo existente en cada lugar y se han incluido en los grupos A, B y C de acuerdo a la clasificación de tipo de suelos descrito en la metodología (Fig. 3). Una vez elaborado el mapa (Fig. 12), se ha considerado que el tipo de suelo se ha mantenido durante el periodo analizados al ser la creación del suelo un proceso que conlleva más tiempo que el correspondiente a los años estudiados. Al igual que en el caso anterior, se han calculado las áreas de cada tipo de suelo y el porcentaje que ocupan en la cuenca (Tabla II). Tabla II. Áreas (en hectáreas) y porcentajes correspondientes a cada uno de los tipos. Tipo de suelo Área % A 1.4 0.0 B 151.7 4.1 C 3506.8 95.8 Se observa, que la mayor parte de la cuenca es de tipo C (arcillo limosa, franco arcillosa, franco arcillo limosa y limosa) y los tipos A (arenosa, arenosa franca) y B (franco arcillo arenosa, franca, franco arenosa, franco limosa) sobre todo se sitúan al sur de la misma. 5.2.3. Mapa de pendientes El último mapa que se ha realizado para poder crear el mapa de NC, ha sido el mapa de pendientes (Fig. 13.). Las pendientes se han clasificado en dos diferentes grupos dependiendo de la pendiente: menores que el 3% y mayores que el 3%. Al igual que en los casos anteriores, también se han calculado las áreas que cada pendiente ocupa y el porcentaje que esto supone en la cuenca (Tabla III) Tabla III. Áreas (en hectáreas) y porcentajes correspondientes a cada uno de las pendientes. La característica principal de la zona es su carácter montañoso con pendientes superiores al 3%. Las pendientes menores se sitúan en zonas muy concretas, coincidiendo principalmente con las zonas construidas: el pueblo, el ferrocarril, las carreteras, etc. Pendiente Área (ha) % <3% 18.2 0.5 >3% 3641.87 99.5 23 Fig. 12. Mapa del tipo de suelo 24 Fig. 13. Mapa de pendientes 25 5.2.4. Obtención del NC Tomando como base los mapas anteriormente realizados (uso del suelo, tipo del suelo y pendientes) y, siguiendo la metodología de los números primos, se han superpuesto los resultados y para cada año se ha confeccionado un mapa, en el que se muestra el NC de cada zona (Fig. 14, 15, 16, 17). Además, dado que el presente trabajo no estudia ningún evento en concreto sino el NC del territorio se han considerado características medias de humedad. La tabla de correspondencia de los datos de números primos y Números de Curva se han obtenido tomando como referencia las propuestas de Ferrer et al. (1995) y Prieto et al. (2013) y se muestran en el Anexo V. Los datos calculados han permitido realizar una tabla en donde se muestran el área que cada NC abarca y el porcentaje que le corresponde en la cuenca (Anexo VI). Así, se ha observado, que todos los años seis valores de NC conforman casi la totalidad de la cuenca (Tabla IV). Tabla IV. Áreas (en hectáreas) y porcentajes correspondientes a cada uno de los Números de Curva mayoritarios. NC 1946 % 1984 % 2013 % 2021 % 44 50.9 1.4 47.6 1.3 54.0 1.4 59.3 1.6 54 961.6 25.8 700.1 19.0 1060.3 28.4 1077.9 29.7 69 385.8 10.4 1519.2 41.3 1711.6 45.9 1758.1 48.5 78 1577.6 42.3 1202.7 32.7 639.9 17.2 440.9 12.2 86 649.6 17.4 71.1 1.9 121.9 3.3 185.3 5.1 93 84.2 2.3 84.2 2.3 84.2 2.3 66.1 1.8 Los Números de Curva más altos indican un mayor potencial de escorrentía y los más bajos uno menor, es decir, los valores cercanos a 0 representan condiciones de permeabilidad altos y cuanto mayor sea el NC menor será la permeabilidad. En general, los Números de Curva más altos se sitúan en zonas próximas al pueblo y en los afloramientos rocosos de las montañas. Aunque estos últimos se mantienen en el tiempo, los valores de las zonas próximas al pueblo van reduciéndose. Los valores más bajos se sitúan, en las laderas de las montañas, aunque con el tiempo estos valores parece que se van extendiendo por toda la cuenca. 26 Fig. 14. Mapa del NC de 1946 27 Fig. 15. Mapa del NC de 1984 28 Fig. 16. Mapa del NC de 2013 29 Fig. 17. Mapa del NC de 2021 30 La media ponderada de cada año es la siguiente: • 1946: 72,13 • 2013: 67,22 • 1984: 69,81 • 2021: 66,59 Pero estos datos no se pueden generalizar porque es un conjunto que tiene comportamientos muy diferentes frente a la generación de escorrentía y el rango de variación del NC es muy amplio (29-96). El resumen de la variación de NC en gráficos donde se muestra las variaciones del NC en porcentajes es el que aparece en la Fig. 18. 1946 44 54 69 78 86 93 1984 44 54 69 78 86 93 2013 44 54 69 78 86 93 2021 44 54 69 78 86 93 Fig. 18. Evolución del NC Evolución de NC 31 6. DISCUSIÓN Este trabajo se propuso con el fin de caracterizar la cabecera de la cuenca del río Oria mediante el estudio del NC para conocer la evolución que ha sufrido hasta llegar a la situación actual. Una vez obtenidos los resultados, en este apartado se procede a discutirlos diferenciando los aspectos metodológicos, los climáticos y los de uso y tipo de suelo. Para finalizar se relacionarán todos ellos y se discutirá su implicación. 6.1. Aspectos metodológicos Desde el inicio del trabajo se planteó la posible controversia existente en la utilización del método del NC que, aunque el método es ampliamente utilizado tanto a escalas pequeñas como a escalas grandes para obtener información sobre el potencial de escorrentía de la zona analizada (Díaz, 2017), puede tener las siguientes limitaciones a la hora de informar sobre el potencial de escorrentía: • Es un método creado en EEUU por lo que su utilización en todo el mundo es cuestionable debido a las diferencias climatológicas, del terreno etc. (López, 2001) • Según Hawkins (1993) el método no es aplicable en cuencas con predominancia de bosques y praderas debido a que no tiene en cuenta en flujo subsuperficial creado. Pero López (2001) concreta esta información y comenta que no es aplicable en cuencas con predominancia de bosque y praderas con suelos muy permeables de tipo A y con valores de curva muy bajos. Como este no era el caso para esta cuenca, es decir, la predominancia de suelo era de tipo C y los valores del NC no eran muy bajos por lo que se ha podido utilizar el método del NC para calcular el potencial de escorrentía. • Este método da valores promedios y, por lo tanto, puede haber zonas en las que el NC calculado no se corresponde totalmente con la realidad (López, 2001). En cuanto a las técnicas de recogida de información, señalar que las ortofotos utilizadas ganan calidad a medida que son más modernas; por eso, los análisis realizados a partir de las ortofotos son más precisos cuanto más recientes sean. Aunque el terreno se ha explorado in situ, la digitalización realizada a partir de las ortofotos, puede diferir de levemente de la realidad porque se ha tenido que utilizar la corrección automática para que el encaje de los polígonos fuera el óptimo. El proceso de análisis de datos se ha llevado a cabo basándose en Ferrer et al. (1995) y Prieto et al. (2013) aunque su propuesta se ha tenido primero que adaptar a la zona 32 estudiada y posteriormente ajustar aspectos que ellos no consideraron influyentes tales como la temperatura, aspectos económicos, etc. 6.2. Aspectos climáticos En el análisis de los datos climáticos para el periodo 2001-2019, se viene observando un cambio leve en el régimen de precipitaciones de la zona. Kundezewicz & Robson (2000) en el estudio que realizaron, afirman que 40 años, periodo de tiempo que estudiaron, no son suficientes para obtener datos concluyentes, por lo que en el estudio que se está trabajando, al analizar los últimos 18 años se podría llegar a la misma conclusión. Por ello, se ha procedido a buscar información sobre décadas anteriores tanto de la península Ibérica (Serrano et al., 1999), (de Luis et al., 2011) como del País Vasco (Moncho et al., 2009). En las tendencias observadas en la península, para los periodos de 1921-1995 no se ha visto una alteración clara en la media de precipitación anual (Serrano et al., 1999), pero sí que se observa una tendencia el mes de marzo a que se reduzcan las precipitaciones (Serrano et al.,1999) que se acentúa y se hace más clara desde 1975 (de Luis et al., 2011). En la misma línea, Moncho et al., (2009) determinaron que en el periodo 1961-2000 no existía una tendencia significativa para la precipitación media anual en el País Vasco ya que el régimen de lluvias del lugar se ha mantenido más o menos constante en los últimos 75 años Sin embargo, en la cuenca estudiada, se observa que las precipitaciones anuales medias, medias de días de precipitaciones y la humedad media diaria tienen una tendencia leve en aumento, aunque al ser tan pequeño, no es muy significativo. El aumento de temperatura a nivel peninsular es observable ya que la temperatura anual ha aumentado un 0,1-0,2 ºC/ década (del Río et al., 2011). Además se ha observado que el este aumento es estacional, siendo en las estaciones de primavera/verano donde más evidencia se muestra (González et al., 2015) Este aumento se ha dado sobre todo en las temperaturas máximas (El Kenawy et al., 2011). En Guipúzcoa desde 1960 se han diferenciado dos épocas: la primera entre 1960-1980 donde las temperaturas eran bastante estables, y la segunda a partir de 1980 donde la temperatura media anual ha subido 0,024 ºC/década y concretamente en la comarca de Goierri, en donde se sitúa la cuenca analizada, 0,029 ºC/década (Naturklima & Gipuzkoako Foru Aldundia, 2020). Al igual que en la península, también en Gipuzkoa este aumento de temperaturas es estacional, siendo en las estaciones de primavera/verano el aumento más evidente (Naturklima & Gipuzkoako Foru Aldundia, 2020). Al contrario que en la península Ibérica, en Gipuzkoa han sido más acusadas la subidas de temperaturas mínimas y por 33 consecuencia el número de días de helada (Naturklima & Gipuzkoako Foru Aldundia, 2020) se ha reducido. En el análisis realizado para este estudio, se ha observado al igual que en la península y en Gipuzkoa una tendencia de aumento de temperatura clara en todos los parámetros analizados para el periodo 2001-2019 (temperatura media anual, temperaturas medias máximas anuales, temperaturas medias mínimas anuales y días de helada anuales). Estas variaciones y tendencias de temperatura y precipitación además de tener relación con el cambio climático vigente, también se pueden relacionar con otros factores como puede ser el North Atlantic Oscilation (NAO) que tiene gran influencia en la península Ibérica (de Luis et al., 2011), (del Río et al., 2011) (González et al., 2015). Así, se asocian las épocas secas y de calentamiento con fases positivas del NAO y épocas húmedas y frías con los anticiclones persistentes que se generan al sur de Europa (NOAA, 2022). Al comparar los datos de caudal y los datos de precipitación aunque muestren similitudes en las tendencias, no se pueden apreciar los desfases esperables entre precipitación y caudal (Témez, 1978). Esto puede deberse a dos factores: (1) los datos de caudal abarcan una mayor cuenca y, por lo tanto, no coinciden con los datos de precipitación analizados, (2) la cuenca analizada es pequeña y, por lo tanto, no se aprecia la diferencia de tiempo entre precipitación y caudal (Témez, 1978). 6.3. Aspectos de uso y tipo de suelo y de pendiente La industria del País Vasco ha estado muy ligada a sus bosques ya que desde el siglo XIX (de la Granja et al., 2011) han existido grandes fábricas especializadas en trabajos que requerían recursos naturales, especialmente madera, como pueden ser industrias navales, de construcción o ferrerías que necesitaban carbón vegetal para su desarrollo. Muchas de estas industrias han estado (algunas siguen estándolo actualmente) activas hasta mediados del siglo pasado (González, 2005). Tras la crisis económica que sufrió España a finales del siglo XX, el País Vasco en particular, inició un proceso de transformación al que Palacios (2011) denominó neoindustria que supuso un cambio en la economía la cual comenzó a ser mayoritariamente dirigida hacia el sector terciario perdiendo peso específico el sector primario (Palacios, 2011). Estos cambios socio económicos se reflejan muy bien en la evolución del uso del suelo existente en la zona. Como consecuencia de la fuerte explotación llevada a cabo durante años, se empezó a notar la acción humana sobre el medio ambiente y a principios del siglo XX apenas quedaban bosques autóctonos en el territorio vasco (Palacios, 2011). Es por eso 34 que a partir de mediados/finales del siglo, se empieza a repoblar el terreno con especies alóctonas y sobre todo con coníferas siendo la más popular el Pinus radiata (Tolosana, 2016). En los últimos años, aunque se mantiene la superficie arbolada total, sí se observa a la vez que un retroceso del Pinus radiata un aumento de áreas ocupadas por árboles autóctonos especialmente en los bosques de Gipuzkoa (Tolosana, 2016). Esta situación se repite en la cuenca analizada y se refleja en los mapas realizados. Así, el terreno ha pasado de lo que era mayoritariamente zona de cultivos y prados y praderas en 1946, a ser bosque (ya sea autóctono, por colonización espontánea o de plantación) en 2021. Destaca el aumento de zonas de matorral en 1984; esto es debido a que se estima que la plantación de coníferas empezó alrededor de ese año haciendo que existieran muchas zonas de coníferas aún pequeñas que se han considerado como matorrales en la digitalización. El tipo de suelo que se puede encontrar guarda relación directa con la litología de la zona. Se puede observar que el suelo de tipo C se encuentra en lugares donde existen rocas de fracción fina (lutitas, margas…) y, por lo tanto, de baja permeabilidad. El suelo de tipo B coincide con dos litologías mayoritariamente, las calizas y las areniscas. Las primeras están parcialmente karstificadas haciendo que la permeabilidad aumente (Antigüedad et al., 2007). Además, en la ladera de la sierra de Aizkorri, existen coluviones cuaternarios sin cementar (Latasa & Ugarte, 1990) que permiten que la permeabilidad sea mayor. En cuanto a las areniscas, al ser de fracción de tamaño arena son más permeables que las lutitas. Finalmente, el suelo de tipo A aparece en puntos muy concretos y aunque están reflejados en el mapa, al ser tan escasos apenas son visibles en las resoluciones propuestas. Se encuentran cercanos a los lugares de suelo de tipo B y relacionándolos con zonas de este tipo de suelo que tienen características más permeables. En cuanto a la pendiente del lugar, el norte de España, incluyendo el País Vasco, se encuentra entre los lugares de más pendiente (Llorente et al., 2008) y en la zona concreta a la que se hace referencia en este trabajo esto es evidente ya que podemos hallar desniveles de hasta 1200m en 3km. Eso queda reflejado en el mapa de pendientes donde la mayoría de la zona se encuentra a pendientes más elevadas que el 3%. Probablemente, para una mejor caracterización, sería conveniente adaptar la metodología empleada y describir un mayor número de clases de pendiente ya que el uso de únicamente de estas dos clases al ser el territorio tan montañoso se queda muy corto para describir el terreno estudiado. 35 6.4. NC, relación con los aspectos analizados e implicaciones Analizando el NC se observa que ha ido y sigue reduciéndose con los años. En 1946 casi tres cuartos del área mostraban un NC mayor a 78, pero en 1984 se hacen mayoritarias las áreas con NC de 69, reduciéndose las áreas con valores de 78 y 86. Esta tendencia se mantiene y además, a medida que pasan los años, aumentan también las áreas con NC 54. En 2021 más de tres cuartos de la zona analizada tiene valores menores de 78, es decir, ha habido un cambio evidente de valores de NC. Los cambios asociados al NC se relacionan directamente con los cambios en el uso del suelo del terreno, ya que en los años analizados no se han considerado cambios ni en el tipo de suelo ni en la pendiente y existen evidencias de que los impactos antrópicos más significativos en los sistemas hidrológicos están relacionados con los cambios en el uso del suelo (Bhaduri et al., 2000). Es por ello, que el cambio más obvio del NC se observa desde 1946 a 1984 coincidiendo con la época en la que se comenzó a plantar coníferas. La climatología, la vegetación, las pendientes, etc. son diferentes en cada territorio, por lo que los datos son difícilmente comparables. A pesar de ello, los valores de NC calculados concuerdan con los que se han calculado para distintas zonas del resto de España: 56-66 en la cuenca del Guadiana (Ferrer et al., 1995), 67-80 en la cuenca del Tajo (Ferrer et al., 1998) y 69-80 en el sureste español (García et al., 2021). Los altos valores de NC, indican mayor potencial de escorrentía. En este trabajo, se ha observado que las modificaciones en el NC se dan a partir del valor 78 por lo que se han considerado valores altos cuando siempre que lo hayan superado. Los valores de NC son los más altos en 1946 y por eso se ha supuesto que el potencial de escorrentía sería mayor en la década de los 40-50 aunque no se ha podido contrastar el dato con medidas de caudal al no haber estaciones de aforo en este periodo. Aunque en estas fechas no se hayan encontrado evidencias de inundaciones en el pueblo de Zegama, sí que ocurrieron en 1949 en lugares situados río abajo por ejemplo en Usurbil y Orio (Ibisarte & Sáenz de Olazagoitia, 2018) lugar donde desemboca el río Oria. Además las mismas autoras comentan que en el periodo de tiempo que analizaron (XVI-XX, los últimos datos que proporcionan son de 1949), el número de eventos de inundaciones era cada vez mayor, es decir, es posible que durante el periodo de tiempo analizado en el presente trabajo, se dieran los niveles más altos de escorrentía alrededor de los años 40. Hacia los años 80 es manifiesto el cambio en cuanto al NC, apreciándose una reducción en casi todos los lugares. A pesar de ello, en 1983 hubo desbordamientos del río a su paso por 36 el pueblo provocados por grandes precipitaciones (300L/m2) que afectaron a todo el País Vasco. Una de las consecuencias más graves que trajo consigo esta inundación, fue el anegamiento de la Papelera de Zegama S.A. situada sobre el río ya que el agua se mezcló con el fuel que se utilizaba en la fábrica y al desbordar el río afectó a cosechas, carreteras… de todo el pueblo. 1986 empezaron las obras de encauzamiento del río que se realizaron en dos fases. En la primera, se encauzaron las zonas aguas arriba y debajo de la papelera y posteriormente, hacia el año 1990 se encauzó el recinto de la papelera después de su demolición. Este encauzamiento se realizó solo en el río principal, Oria y no en los afluentes que también llegan al pueblo (Olaran y Osiñe). El encauzamiento provocó que el río Oria ganara velocidad y fuerza a la hora de fluir y esto imposibilitaba desaguar adecuadamente al río Olaran en épocas de crecida. Es por eso, que en 1997 después de lluvias intensas (230L/m2 en 12h) ocurrieron inundaciones relacionados con este río al encontrarse con el impedimento de la velocidad del río Oria haciendo que el agua saliera por el alcantarillado. Debido a esto, por el año 2000 se picó la solera de la regata Olaran rebajándola 1m y se modificó el cauce de desagüe para que en vez de desaguar perpendicularmente lo hiciera oblicuamente y así en épocas de crecida ayudase a que el agua fluyera más fácilmente. Desde entonces hasta ahora, el potencial de escorrentía ha ido reduciéndose con los años y hoy en día se encuentra en los valores más bajos analizados. Así se observa que en el periodo 2013 y 2021 no ha habido grandes cambios en cuanto al caudal registrado deduciendo, por tanto, que los pocos cambios que ha habido en el valor del NC no son suficientes como para que se reflejen en los caudales. Cabe destacar, que las variaciones en los caudales registrados no solo dependen de los cambios en el uso del suelo sino que también resultan afectados por la precipitación y la temperatura. A la hora de calcular el NC, al no tratarse de un evento en concreto no se han tenido en cuenta ni los valores de precipitación ni la humedad inicial del suelo (Ferrer et al., 1995). La precipitación se ha mantenido constante durante los años analizados por lo que no ha podido generar cambios en la escorrentía; en cambio la temperatura, ha tenido una tendencia al alza, especialmente a partir de los años 80, que puede haber afectado en la evapotranspiración existente de la zona haciendo que la escorrentía que se genera sea menor tal como se ha observado en otras cuencas del País Vasco (Zabaleta et al., 2014). De todas formas, esto requeriría un análisis más profundo. 37 7. CONCLUSIONES En este estudio se han utilizado como base mapas de uso y tipo de suelo y de pendientes para crear mapas de Números de Curva de distintos años y después comparar los datos obtenidos con valores climáticos, hidrográficos y socio económicos. • Aunque la metodología utilizada podría considerarse mejorable, es un método con el cual es posible estimar el NC y, por lo tanto, el potencial de escorrentía de una cuenca. • Después del análisis y comparaciones de datos de precipitación, se ha observado que el régimen de precipitación se ha mantenido constante desde hace 100 años, sin que existieran grandes cambios ni tendencias visibles, aunque sí que se ha contemplado que existen épocas más variables o más constantes. • En cambio, en el régimen de temperatura se ha visto una tendencia clara de subida de temperaturas, tanto a nivel de la cuenca analizada como a escalas mayores. • La variabilidad de precipitaciones y el aumento de temperatura se ha relacionado con el cambio climático y el efecto del NAO en la península. De todas formas, para determinar esto con más seguridad habría que profundizar en el estudio de estos efectos. • Se ha observado que los usos del suelo del terreno guardan relación directa con las actividades económicas que se realizan en la zona, deduciendo así que la flora de una cuenca, en gran parte, se determina antrópicamente. • Desde 1946 el NC se ha reducido y va reduciéndose siendo la causa principal el cambio de uso del suelo relacionado con los cambios de actividad económica. • Al no haber datos de caudal registrados en 1946 y tener la media del NC de 72,13 frente al 66,59 actual se ha supuesto que el caudal entonces sería mayor. Además también se ha considerado que la reducción del caudal se ha debido al aumento de temperatura, ya que la evapotranspiración habría aumentado. El seguimiento de este trabajo se podría centrar entre otros en los siguientes puntos: • Modelizaciones mediante el SWAT sobre cómo afectará el cambio climático en la escorrentía tal como se ha hecho para otras cuencas del País Vasco (Zabaleta et al., 2014) • Comprobación de los datos obtenidos analizando eventos de tormenta específicos y aplicando la fórmula empírica propuesta por Témez (1978) para cuencas pequeñas deduciendo así la escorrentía generada por cada evento. 38 8. BIBLIOGRAFÍA AEMET & Instituto de Meteorología de Portugal (2011). Atlas Climático Ibérico. Madrid: Agencia Estatal de Meteorología, Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino; Instituto de Meteorología de Portugal. Antigüedad, I., Morales, T., & Uriarte, J. A. (2007). Los Acuíferos Kársticos. Casos del País Vasco. Enseñanza de las Ciencias de la Tierra, 325-332. Bhaduri, B., Harbor, J., Engel, B., & Grove, M. (2000). 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Límite de la cuenca Relieve antiguo Escarpe Formas estructurales Caminos Ferrocarril Canteras Formas antrópicas Dolinas Lapiaces Túnel natural Sumidero Manantial Formas kársticas Cauces der ríos Cárcava Posible terraza (+140) Posible terraza (+110) Posible terraza (+40) Terraza (+80) Terraza (+100) Llanura de inundación Formas fluviales Cicatriz de deslizamiento Posible cicatriz de deslizamiento Cicatriz de erosión provocadora de los coluviones Canales o gullyes Posible canal o gully Caídas de rocas Extensión original de caídas de roca Deslizamiento Abanico coluvial Colada de 2020 Creeping Formas gravitacionales Formas de erosión Formas de sedimentación Edad Fluvial Karst Joven Antiguo Gravitación 45 9.3. Anexo III. Datos de precipitación 0 5 10 15 20 25 2000 2005 2010 2015 2020 Dí as d e pr ec ip ita ci ón Años Media de días de precipitación días de precipitación Lineal (días de precipitación) Media de días de precipitación anuales. 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 2000 2005 2010 2015 2020 Humedad diaria Humedad diaria Lineal (Humedad diaria) Media de la humedad diaria anual 46 9.4. Anexo IV. Datos de temperatura 0 10 20 30 2000 2005 2010 2015 2020 Te m pe ra tu ra (º C) Años Temperatura máxima Temperatura maxima Linea de tendencia Media de la temperatura máxima 0 2 4 6 2000 2005 2010 2015 2020 Te m pe ra tu ra (º C) Años Temperatura mínima Temperatura minima Linea de tendencia Media de la temperatura mínima 0 1 2 3 4 2000 2005 2010 2015 2020 Te m pe ra tu ra (º C) Años Días de helada Días de helada Linea de tendencia Días de helada anuales 47 9.5. Anexo V. Números primos Correspondencias de los números primos seleccionados, el producto de los mismos y el NC asociado. Modificado de (Ferrer et al., 1995) y (Prieto et al., 2013) Uso del suelo PDTE Grupo hidrológico A B C 3 5 7 Uso del suelo N.P. % N.P. Producto NC Producto NC Producto NC Aflo. Roc. 9 <3 1 27 96 45 96 63 96 Aflor. Roc 9 >3 2 54 93 90 93 126 93 Bosque 11 <3 1 33 29 55 44 77 54 Bosque 11 >3 2 66 29 110 44 154 54 Bos. Plan. 13 <3 1 39 25 65 50 91 67 Bos. Plan. 13 >3 2 78 33 130 54 182 69 Cultivo 17 <3 1 51 64 85 73 119 78 Cultivo 17 >3 2 102 69 170 79 238 86 Matorral 19 <3 1 57 46 95 68 133 78 Matorral 19 >3 2 114 46 190 68 266 78 Prad. y Prade. 23 <3 1 69 39 115 59 161 75 Prad. y Prade. 23 >3 2 138 49 230 69 322 78 Mat. Prad. 29 <3 1 87 56 145 75 203 86 Mat. Prad. 29 >3 2 174 56 290 75 406 86 Urbano 31 <3 1 93 74 155 84 217 90 Urbano 31 >3 2 186 74 310 84 434 90 48 9.6. Anexo VI. Número de Curva Área correspondiende a cada NC en hectareas y el porcentaje que suponen en la cuenca para cada año analizado. NC 1946 % 1984 % 2013 % 2021 % 29 0.2 0.0 0.2 0.0 0.1 0.0 0.2 0.0 33 - 0.0 - 0.0 - 0.0 0.0 0.0 44 50.9 1.4 47.6 1.3 54.0 1.4 59.3 1.6 49 0.3 0.0 0.3 0.0 0.3 0.0 0.7 0.0 50 0.1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 54 961.6 25.8 700.1 19.0 1060.3 28.4 1077.9 29.7 59 0.1 0.0 0.1 0.0 0.1 0.0 0.0 0.0 67 0.7 0.0 1.9 0.1 2.4 0.1 2.9 0.1 68 4.9 0.1 16.1 0.4 8.4 0.2 4.4 0.1 69 385.8 10.4 1519.2 41.3 1711.6 45.9 1758.1 48.5 73 0.0 0.0 - - 0.0 0.0 0.0 0.0 75 3.1 0.1 7.8 0.2 9.1 0.2 19.9 0.5 78 1577.6 42.3 1202.7 32.7 639.9 17.2 440.9 12.2 79 3.7 0.1 0.5 0.0 1.0 0.0 1.2 0.0 84 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.1 0.0 86 649.6 17.4 71.1 1.9 121.9 3.3 185.3 5.1 90 2.6 0.1 28.5 0.8 34.8 0.9 6.4 0.2 93 84.2 2.3 84.2 2.3 84.2 2.3 66.1 1.8 96 0.1 0.0 0.1 0.0 0.1 0.0 0.0 0.0 RESUMEN ABSTRACT 1. INTRODUCCIÓN 2. ÁREA DE ESTUDIO 2.1. Localización 2.2. Geología y geomorfología 2.3. Hidrología 2.4. Usos del suelo 2.5. Clima 2.6. Aspectos socio económicos 3. HIPÓTESIS Y OBJETIVOS 4. METODOLOGÍA 4.1. Caracterización de la zona de estudio. 4.1.1. Trabajo de campo 4.1.2. Entrevistas a los informantes del lugar 4.1.3. Búsqueda bibliográfica 4.2. Caracterización climática 4.3. Cálculo del Número de Curva 4.3.1. Uso del suelo o cubierta vegetal 4.3.2. Permeabilidad o Grupo Hidrológico del Suelo 4.3.3. Mapa de pendientes 4.3.4 Características hidrológicas 4.3.5. Elaboración de mapa del Número de Curva 5. RESULTADOS 5.1. Caracterización climática e hidrográfica de la zona 5.2. Elaboración de mapas 5.2.1. Cartografía de usos de suelo 5.2.2. Cartografía de tipo de suelo (Grupo Hidrológico) 5.2.3. Mapa de pendientes 5.2.4. Obtención del NC 6. DISCUSIÓN 6.1. Aspectos metodológicos 6.2. Aspectos climáticos 6.3. Aspectos de uso y tipo de suelo y de pendiente 6.4. NC, relación con los aspectos analizados e implicaciones 7. CONCLUSIONES 8. BIBLIOGRAFÍA 9. ANEXOS 9.1. Anexo I. Mapa geológico 9.2. Anexo II. Mapa geomorfológico 9.3. Anexo III. Datos de precipitación 9.4. Anexo IV. Datos de temperatura 9.5. Anexo V. Números primos 9.6. Anexo VI. Número de Curva 2022-05-31T10:19:48+0200 MARTIN MORENO CRISTINA - 70245920X