CARACTERSTICAS HIDROGEOLGICAS DE LAS CALIZAS

CARACTERÍSTICAS HIDROGEOLÓGICAS Y TIPOLOGÍA DE LOS ACUÍFEROS
CARBONÁTICOS JURÁSICOS DE LA PROVINCIA DE CÁDIZ
CARRERAS COSTA, Alejandro(1) y GARCÍA GUERRERO, Antonio Jesús(2)
(1) Euroestudios. Castelló 128.28006-Madrid. www.euroestudios.es
(2) Consejería de Innovación, Ciencia y Empresa, Delegación Provincial de Cádiz. Junta de Andalucía.
PALABRAS CLAVE: acuíferos kársticos, tipología, catálogo, provincia de Cádiz
RESUMEN
Los estudios hidrogeológicos realizados durante más de 20 años en rocas
carbonáticas jurásicas de la provincia de Cádiz para la obtención de agua
subterránea, principalmente para abastecimiento, han permitido determinar la
estructura de estos materiales en relación con las arcillas yesíferas que los rodean.
El funcionamiento hidrogeológico es el de los acuíferos kársticos sensu strictu pero
con algunas diferencias debido a su estructura geológica. Pueden definirse tres
tipos, dos de ellos son propios de los acuíferos sobre las arcillas triásicas: Kárstico
sensu strictu y Kárstico con borde subsidente o hundido cuando, debido a la
disolución de lentejones de sal bajo el acuífero, se forma un borde muy permeable y
un tercer tipo, Kárstico con descarga a través de materiales semipermeables, que
tiene lugar en acuíferos bajo coberteras detríticas terciarias. En este caso, la
insuficiente capacidad de descarga de los materiales semipermeables da lugar a una
regulación natural que puede confundirse con un funcionamiento propio de acuíferos
kársticos de flujo difuso. Se catalogan y clasifican los acuíferos en materiales
carbonáticos jurásicos de la provincia de Cádiz y se describen las características de
algunos de ellos.
1. INTRODUCCIÓN
En este trabajo se analiza el comportamiento hidrogeológico de los acuíferos
carbonáticos de la provincia de Cádiz a raíz de la información recopilada a lo largo
de los numerosos estudios realizados desde 1986 hasta la actualidad, para la
mejora del abastecimiento de los pueblos de la Sierra. Estos estudios han sido
realizados principalmente por la Diputación de Cádiz, la Delegación Provincial de
Cádiz de la Consejería de Obras Públicas de la Junta de Andalucía y diversos
Ayuntamientos, con la colaboración de Euroestudios.
2. CARACTERÍSTICAS GEOLÓGICAS
Los materiales calcáreos de edad jurásica de la provincia de Cádiz, forman parte de
una serie de relieves alineados según la dirección NE-SW, entre San José del Valle
al Sur y Alcalá del Valle al Norte.
Pertenecen al dominio tecto-paleogeográfico subbético y tienen como característica
común la presencia de un importante tramo basal dolomítico, seguido de un tramo
intermedio de calizas microcristalinas y/o oolíticas del Liásico inferior, permeables
por fisuración y karstificación, recubiertas por margo-calizas poco o nada
permeables de edades comprendidas entre el Liásico medio y el Cretácico superior.
Las unidades subbéticas reposan sobre un conjunto arcilloso-evaporítico (Tríásico
de facies germano-andaluza) en donde además de las arcillas y yesos se intercalan
lentejones de sales haloideas.
Recubriendo los materiales mesozoicos subbéticos se encuentran materiales
miocenos yesíferos que, en su mayor parte, son el resultado de una resedimentación
del substrato triásico por lo que, a primera vista, se confunden fácilmente con éste y
que denominaremos falso Triásico. Estos materiales terciarios presentan
generalmente un tramo basal, estratificado en capas decimétricas, de yesos blancos
recristalizados en alabastro, seguido por brechas de cantos poligénicos, en los que
predominan los de yeso, de colorido variado, con estratos de orden métrico bien
diferenciados.
Al SE, los materiales subbéticos están recubiertos por materiales alóctonos de facies
flysch, de edades comprendidas entre el Cretácico y el Mioceno inferior, que forman
parte del denominado Complejo del Campo de Gibraltar.
Los afloramientos de calizas y dolomías jurásicas de la provincia de Cádiz,
tradicionalmente han sido interpretados como megabloques inmersos en las brechas
terciarias que rellenan la depresión del Guadalquivir, flotando sobre el falso triásico,
sin enraizamiento alguno. Sin embargo, a raíz de los numerosos estudios
hidrogeológicos realizados en los últimos años para abastecimiento a las
poblaciones serranas, el conocimiento de la estructura de los materiales jurásicos ha
evolucionado considerablemente. Se constata que la serie jurásica presenta gran
continuidad bajo la cobertera terciaria de falso Triásico, asomando al exterior
ocasionalmente a favor de domos o pliegues anticlinales.
Así, desde el punto de vista estructural, se identifican dos tipos de acuíferos, uno, el
admitido hasta ahora, en el que las dolomías y calizas descansan sobre las facies
arcilloso-yesíferas triásicas y otro, bastante frecuente, en donde la serie carbonática
se hunde bajo las brechas terciarias del falso Triásico.
3. COMPORTAMIENTO HIDROGEOLÓGICO
Los acuíferos jurásicos de la provincia de Cádiz presentan un comportamiento
cercano al Kárstico sensu strictu (Bayó et al, 1986) caracterizado por su notable
heterogeneidad, circulación por conductos y escaso poder de regulación natural pero
que, en algunos casos, la estructura geológica modifica su comportamiento lo que
permite establecer tres tipos singulares:
Dos tipos son frecuentes en los acuíferos que reposan sobre las arcillas con
evaporitas triásicas:
Kárstico sensu strictu, cuando la red kárstica drena directamente al exterior, en
general a través de manantiales puntuales. En estos acuíferos, la obtención de
aguas subterráneas mediante pozos es difícil ya que es necesario “acertar” con
algún conducto de la red kárstica.
Kárstico con borde subsidente o hundido, cuando el substrato triásico contiene
lentejones de sal cuya disolución provoca la subsidencia o hundimiento de las
calizas con saltos, a veces superiores a los 100 m (Ubrique). Este hundimiento da
lugar a que el sistema de fracturación se abra, aumentando la permeabilidad de
forma muy importante, en una franja de anchura variable a lo largo del borde,
creándose una red de discontinuidades muy transmisivas en las que cualquier pozo
o sondeo es capaz de obtener agua con una productividad alta, con importantes
volúmenes almacenados por debajo del nivel de descarga, lo que permite regular el
acuífero con uno o pocos pozos de bombeo.
Kárstico con drenaje a través de materiales semipermeables. Este tercer subtipo
tiene lugar cuando los materiales carbonáticos asoman bajo los materiales detríticos
terciarios. Su estructura en domo favorece la descarga a través de los materiales
semipermeables (Cretácico margo-calizo o Terciario detrítico) que rodean al
acuífero. Los acuíferos drenan a través de materiales fisurados semipermeables,
con capacidad de descarga limitada, produciéndose descargas muy reguladas cuyos
hidrogramas pueden confundirse con los de los acuíferos kársticos de flujo difuso. La
diferencia estriba en que la organización interna del acuífero es propia de los
acuíferos kársticos s.s. sin embargo, al estar la descarga regulada, la zona saturada
experimenta ascensos importantes en las épocas de fuertes precipitaciones,
drenando de forma temporal por manantiales situados en la zona de contacto de los
materiales semipermeables con los kársticos. Estos manantiales temporales o troppleins, están ligados a la red de conductos kársticos y desaguan importantes
caudales de forma súbita que cesan de forma igualmente rápida cuando la superficie
piezométrica desciende por debajo de su umbral de descarga.
En la tabla siguiente se catalogan los acuíferos jurásicos de la provincia de Cádiz:
4. CLASIFICACIÓN DE ACUÍFEROS
4.1 Acuíferos kársticos sensu strictu
En este subtipo, con funcionamiento típico kárstico, se incluyen los acuíferos
siguientes: Sierra Valleja, pequeño acuífero que descarga en el embalse de
Guadalcacín, Lagarín, pequeño acuífero al Sur de la población de El Gastor y todos
los acuíferos del Sistema de Sierra de Grazalema, excepto el de Albarracín cuyo
comportamiento es propio de acuíferos con drenaje a través de materiales
semipermeables.
SUPERFICIE
DE
RECARGA
2
(km )
RECURSOS
3
(hm /año)
1 - POZO AMARGO
0,7
0,3
2 - PICACHO
7,5
0,5
LOS CASTILLEJOS,
FTE. DELRAMO
3 - LA NAVA
0,4
0,2
LA NAVA
4 - ALGODONALES
3,5
1,2
FTE. DE ABAJO
5 - LIJAR
11,5
3,8
9
3
SISTEMA
ACUÍFERO
Sª DE LIJAR
6 - ALCALÁ DEL VALLE
7 - LAGARÍN
8 - LLANOS DE VILLAMARTÍNLOMA DEL ROSALEJO
9 - LABRADILLO
Sª DE
GRAZALEMA
Sª DE LAS
CABRAS
0,25
13,5+7,5
10+3,5
CONTINUA
TEMPORAL
EL TEJAR, CALERÓN
POBLACIONES A LAS QUE
ABASTECE
BOMBEOS
3
(hm /año)
POZO AMARGO
(PUERTO SERRANO)
0,1
PUERTO SERRANO
0,5
0,2
ALGODONALES
ALTA, ARROYOS,
HIGUERA, HONDÓN,
ALGODONALES, OLVERA,
CABERA Y LIJAR
FTE. SECA, LA LAÍNA
CORIPE
AYO. LOS MOLINOS
FTE GRANDE, SECA
ALCALÁ DEL VALLE, OLVERA
2
EL GASTOR
0,25
VILLAMARTÍN
6+4
GASTOR, LAGARÍN,
LA HIGUERA
12
8
HIGUERÓN, SAPILLO,
CALISTRAL
DUENDE, GIRÓN
10 - ZAFALGAR
34
22
BOCALEONES
11 - ARROYOMOLINOS
5
3,2
ARROYOMOLINOS
EL GASTOR, ZAHARA
12–NACIMIENTO, CALDERONA,
LA TORRECILLA
2,5
0,8
NACIM-CALDERONALA TORRECILLA
GRAZALEMA
13 - ALBARRACÍN
10
6,5
QUEJIGO, VIHUELO,
14 - BENAMAHOMA
10
6,5
BENAMAHOMA
15 - FRESNILLO
1
0,5
AGUAFRÍA
16 - HONDÓN
8,5
5,3
EL HONDÓN
17 - BENAFELIZ
8,6
6,6
BENAFELIZ
UBRIQUE
18 - CORNICABRA
30
25
CORNICABRA
UBRIQUE
19 - ALGARROBAL
40
33
20 - LA SILLA
ARCOS
1,7
PRINCIPALES PUNTOS DE DESCARGA
10
6,5
EL ALGARROBAL
PRADO DEL REY
TEMP. VIHUELO
EL BOSQUE
2
BENAMAHOMA
EL GARCIAGO
3
UBRIQUE
ESPARRAGOSILLA,
LA FUENFRÍA
21 – EL CARMEN
1
0,4
22 - SIERRA VALLEJA
2
0,6
GUADALCACÍN
23 - SIERRA AZNAR
2,3
1
LICHE, SOL
24 - SIERRA DE LAS CABRAS
32
8
TEMPUL
25 - SIERRA DEL VALLE
1,7
0,3
LA TEJA
VARIOS
2
0,5
EL CHORRITO
ALQUILÓN
26 - GIGONZA
1,1
0,1
0,3
ARCOS DE LA FRONTERA
INFIERNO (FTE. IMBRO)
JEREZ, SAN JOSÉ DEL VALLE
0,1
4.2 Acuíferos kársticos con borde subsidente o hundido
Este tipo de acuífero kárstico suele formar parte de acuíferos kársticos s.s. o con
drenaje a través de materiales semipermeables ya que las condiciones de borde
subsidente no se dan en todo el acuífero.
Así, puede incluirse en este subtipo el borde suroccidental de la Sª de Grazalema, que
afecta a los acuíferos de Hondón, Benafeliz, Cornicabra y Algarrobal, en donde se
observa en el exterior grandes grietas abiertas que siguen los límites occidentales de
éstos. El único acuífero investigado es el de Benafeliz. En este acuífero se detecta sal
en un sondeo de investigación (sondeo Santa Lucía, de 250 m de profundidad. SGOP
1996), perforado en la base del mismo, y una gran fracturación y pérdida de lodos en
los dos pozos perforados para abastecimiento a Ubrique (Pozos 1 y 2 del Llano del
Rano, de 143 y 217 m de profundidad respectivamente. Consejería de Obras Públicas
y Transportes de Cádiz, 1996-1999) con presencia de agua limpia, desde el primer
minuto, en los bombeos de ensayo efectuados.
También podría clasificarse en este subtipo la franja de alta permeabilidad detectada
en el límite occidental del acuífero de la Sª de las Cabras, en donde se dan las
condiciones para que tenga lugar este proceso. Así, en esta franja, los 5 pozos
perforados a percusión, con profundidades entre 166 y 284 m, no proporcionaron
apenas detritus de perforación, obteniéndose agua limpia a los pocos minutos de
iniciados los bombeos de ensayo.
Por último, la disolución de lentejones de sal triásica, detectados en sondeos de
investigación realizados en el frente occidental del acuífero de la Sª del Valle, ha
provocado el hundimiento del frente de dolomías, con grietas abiertas visibles en los
frentes de la cantera existente.
4.3 Acuíferos kársticos con drenaje a través de materiales semipermeables
En este tipo se incluyen la mayoría de los acuíferos jurásicos de la provincia de Cádiz
tales como los de los sistemas de la Sª de las Cabras y Lijar, el acuífero de Albarracín y
los acuíferos de Alcalá del Valle, Villamartín-Loma del Rosalejo y Picacho.
En el sistema de Sª de las Cabras, los acuíferos de Sª del Valle y Gigonza drenan a
través de materiales semipermeables cretácicos, con manantiales muy regulados, La
Teja (2 l/s) y El Chorrito (5 l/s) respectivamente, experimentando, en épocas lluviosas,
ascensos del nivel piezométrico apareciendo numerosos manantiales temporales en la
zona de contacto con las calizas y dolomías, en Sª del Valle, y el manantial temporal de
Alquilón, en Gigonza, que alcanzan, en aguas altas, caudales de decenas de litros por
segundo.
El acuífero de la Sª de las Cabras drena por el manantial de Tempul. Este manantial
emerge de un pequeño afloramiento de calizas que a su vez está conectado con el
acuífero principal a través de materiales semipermeables terciarios. El manantial está
en parte captado para abastecimiento a Jerez desde hace más de 100 años, con
caudales aforados desde el inicio de la captación. El análisis de la descarga parece
indicar la existencia de un alto efecto memoria, un gran poder regulador y una elevada
capacidad de filtro que son propios de los acuíferos kársticos de flujo difuso.
Sin embargo los resultados obtenidos en los trabajos de investigación y explotación no
confirman este tipo de comportamiento. Así la parte central del acuífero presenta un
comportamiento típico de acuífero kárstico s.s. (sondeos y pozos perforados en el
barranco de la Foz) con el borde occidental muy permeable, con alta transmisividad,
(pozos de la Zorra y del Infierno) debido probablemente a la abertura de las fisuras por
procesos de hundimiento como resultado de la disolución de la sal subyacente.
La explotación de este acuífero tuvo lugar entre Agosto de 1995 y marzo de 1996, tras
una intensa sequía, con bombeos entre 330 y 840 l/s. En su inicio, el gradiente
piezométrico entre los pozos del borde occidental y el manantial, a unos 8 km de
distancia, era muy bajo, del orden de un 0,7 por mil, secándose el manantial al día
siguiente de iniciado el bombeo, con un descenso de 6 m en los pozos. El volumen
bombeado fue de 11 hm3 (entre agosto de 1995 a marzo 1996) con un descenso medio
en los pozos de 28 m. La recarga en este periodo fue de 13,8 hm3, con unas lluvias de
981 mm (entre noviembre de 1995 hasta finales de enero de 1996) lo que supone un
coeficiente de infiltración del 41%. La recuperación del acuífero fue muy rápida, unos
32 días sin cesar el bombeo, alcanzando una altura de 23 m por encima de la cota del
manantial de Tempul. Al llegar la superficie piezométrica a 18,4 m sobre el manantial,
entra en funcionamiento el manantial temporal del Infierno o Fuente Imbro, con un
caudal de descarga que llegó a superar el m3/s.
Estos datos no reflejan los propios de un acuífero de flujo difuso (inercia ante la recarga
y baja organización kárstica). Así, el acuífero funciona como un embalse en donde el
manantial de Tempul representaría un desagüe de fondo, con un caudal de descarga
limitado por la existencia de un filtro (Terciario semipermeable) que regula la salida del
agua. En aguas altas, el acuífero drena además por un aliviadero situado a 18,4 m por
encima del manantial con una capacidad que supera el m3/s. En la actualidad, la
capacidad de bombeo de los 5 pozos del borde occidental (1000 l/s) permite regular el
acuífero al 100%.
Los acuíferos de Lijar y Algodonales drenan a través de materiales semipermeables del
cretácico y terciario dando lugar a manantiales perennes con caudales muy regulados:
conjunto de manantiales de Lijar, Fuente Alta, Fuente de Abajo y Fuente Cabera. En
aguas altas los manantiales no son capaces de aliviar el agua ascendiendo el nivel
piezométrico dando lugar a diversos manantiales temporales de gran caudal: La
Higuera, El Hondón, Fte. Seca y La Laína. En el acuífero se han perforado pozos
(Coripe y Olvera) con capacidades superiores a los 100 l/s, en donde el agua se
encuentra ligada a conductos.
Igual ocurre en otros acuíferos como los de Albarracín y Picacho que drenan a través
del terciario detrítico, apareciendo manantiales temporales en aguas altas a mayor cota
piezométrica.
Los acuíferos de Benafeliz, Cornicabra y Algarrobal, aun cuando presentan
manantiales temporales a mayor cota, destacando El Garciago, unos 100 m más alto
que el manantial del Algarrobal, su funcionamiento es propio del tipo kárstico s.s., con
bajo poder regulador natural y agotamiento muy rápido. En estos casos, el ascenso
piezométrico se debe, no a la presencia de un recubrimiento semipermeable sino a la
gran intensidad de las precipitaciones que experimenta esta zona, con lluvias diarias
que pueden sobrepasar los 400 mm, unido a una tasa de infiltración muy elevada por la
existencia de formas kársticas de absorción e importantes sumideros (sima de
Villaluenga, sima del Republicano, etc.). Así, la red kárstica experimenta grandes
crecidas que superan la capacidad de descarga de los manantiales produciéndose el
ascenso piezométrico y los manantiales temporales.
El acuífero de Alcalá del Valle drena a través de una galería, probablemente de origen
árabe, con un caudal muy constante de unos 20 l/s, excavada en materiales detríticos
terciarios próximos a las calizas. En aguas altas el nivel piezométrico asciende
drenando por fuentes temporales en la zona de contacto: fuentes Grande y Seca. Las
obras de captación (pozos de Alcalá y Olvera) presentan caudales próximos a los 100
l/s.
El acuífero de Loma del Rosalejo, muy transmisivo, con pozos con caudales superiores
a los 100 l/s, drena a través de las gravas de una antigua terraza del Guadalete
(acuífero de los Llanos de Villamartín) que actúa como filtro del acuífero kárstico.
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