Els aqüífers càrstics dels Pirineus de Catalunya. Interès estratègic i sostenibilitat

Abstract

[cat] La part primera d’aquest treball, relativa a la teoria i la metodologia, té com a objectiu l'anàlisi de les diferents possibilitats de coneixement del carst i dels seus processos, aprofundint però en la perspectiva hidrogeològica. Així s’analitza l'aportació de l'equip interdisciplinari d'hidrologia subterrània del Laboratori Subterrani de Moulis (França), tractant-se els continguts de les diferents aproximacions: hidrodinàmica, hidrogeotèrmia, hidrogeoquímica i hidrobiològica. Aquesta part primera, encara que no tingui una explícita intenció epistemològica, estableix una base per a una molt necessària i interessant recerca teòrica i epistemològica del carst, és a dir, per a un treball des de la perspectiva de la hidrologia teòrica. La segona part correspon a la recerca experimental realitzada en diferents sistemes hidrogeològics dels Pirineus de Catalunya. Les diferents unitats investigades se situen a la Val d'Aran i altes valls del Llobregat i Segre. Els exemples estudiats, com a conseqüència de la seva diferent situació, presenten característiques físiques i factors definitoris de naturalesa ben distinta. La quantificació del grau de carstificació ha estat un dels objectius bàsics en cadascuna de les unitats experimentals. En les recerques desenvolupades en aquest treball dedicat als aqüífers de l’alta muntanya dels Pirineus, es poden plantejar quatre grans aspectes d’interès: la metodologia, els resultats experimentals i el models conceptuals, les reflexions en el terreny de la hidrologia teòrica i el valor estratègic dels recursos hídrics i la seva gestió des de la sostenibilitat. La metodologia d’enfocament sistèmic es desenvolupa a partir d’una recerca hidrològica, experimental i interdisciplinària. Els resultats indiquen que els sistemes presenten característiques molt contrastades i il·lustren molt bé l’originalitat i diversitat pròpia del medi càrstic. Els exemples estudiats constitueixen una casuística que ha permès analitzar característiques molt diverses en relació amb el funcionament hidrològic i els processos: infiltració ràpida i lenta i la seva importància relativa, infiltració en pèrdues com un tipus particular d’infiltració ràpida, infiltració parcial en una conca i el tipus de complexitat que això introdueix, la influència dels tipus d’infiltració en els processos, el desenvolupament de l’epicarst i l’existència d’aqüífers epicàrstics, les implicacions que té la precipitació sigui en forma de neu o no, el paper del mantell nival segons la seva importància, l’origen i el flux del CO2 en les diferents parts de l’aqüífer, la circulació a la zona saturada en aqüífers de característiques ben diferents, la diversitat de característiques de les zones de descàrrega de cadascun dels sistemes… En un dels exemples –Moixeró– ha estat possible la recerca experimental de la circulació profunda: zona de transició i zona saturada amb punts d’observació al seu interior. També té un considerable interès l’anàlisi de la situació espacial dels processos de carstificació (dissolució) en el sistema càrstic, és a dir, si la carstificació es desenvolupa en el conjunt de sistema (carst superficial, zona no saturada i zona saturada) o bé, de forma més important, en alguna d’aquestes parts del sistema. En aquest sentit, els sistemes aranesos en general, i particularment els de Joeu i Aigüèira, permeten realitzar interessants reflexions. L’anàlisi del funcionament hidrològic en cadascun dels sistemes ha permès inferir-los una estructura característica, és a dir, conèixer i definir un esquema o model conceptual per a cada sistema o aqüífer. En definitiva, el treball realitzat ens introdueix en la diversitat i la complexitat que caracteritza el carst i l’aqüífer càrstic i aquests aspectes tenen, així mateix, un marcat interès des del punt de vista teòric i de la hidrologia teòrica. L’anàlisi de l’estructura tipus dels sistemes (binària o monàdica) i la seva relació o influència en els models hidrogeològics conceptuals que caracteritzen els sistemes; en aquest mateix sentit, la reflexió sobre l’energia i el potencial de carstificació implicats en els processos de carstificació es pot abordar a partir dels conceptes de la termodinàmica dels processos irreversibles (entropia, ordre, desordre, grau d’organització, evolució lluny de l’equilibri…). Els resultats de la hidrologia experimental introdueixen una altra perspectiva, un altre context en el que situar i utilitzar les observacions de terreny (els aspectes geològics, però sobretot els geomorfològics), que adquireixen un altre valor i profunditat. Els recursos i les reserves hídriques subterrànies avaluades en els sistemes estudiats tenen un interès estratègic des de la perspectiva de la hidrologia operativa. A més, en tots els sistemes s’ha realitzat una anàlisi de l’estructura geològica a un nivell inferior de la descàrrega natural amb l’objectiu de conèixer les possibilitats d’existència de reserves profundes. Es proposa un gestió sostenibilista d’aquests sistemes, és a dir, una utilització racional, que exigeix iniciatives de protecció i de coneixement que suposaran la realització d’un programa de cartografies hidrogeològiques (i de vulnerabilitat i de risc), així com un programa de sondeigs de reconeixement i d’experiències amb traçadors.

[eng] The first section of this thesis, which contains the theory and methodology relevant for this study, has as objective to analyse the different possibilities of knowledge of karst and its processes, giving special attention to hydrogeological perspective. Thus, the contribution of the interdisciplinary subterranean hydrology’s team of the Subterranean Laboratory of Moulis (France) is analysed, together with the contents of the different areas of study: hydrodynamics, hydrogeothermy, hydrogeochemistry and hydrobiology. This first section establishes a basis for a necessary and interesting theoretical and epistemological karst’s research; thus, for a study from the perspective of theoretical hydrology. The second section consists in the experimental research undertaken in different hydrogeological systems of the Catalan Pyrenees. The systems investigated are situated in Val d’Aran and upper valleys of the rivers Llobregat and Segre. A systemic methodology is developed from a hydrologic, experimental and interdisciplinary research. To quantify the level of karst development has been one of the principal objectives in each of the diverse experimental units. From the different researches developed in this study in relation to the high mountain aquifers of Pyrenees four areas of interest can be detected: the methodology, the experimental results and conceptual models, the ideas in relation to theoretical hydrology and the strategic value of hydric resources and its sustainable management. The results indicate that the systems present contrasted characteristics, which show the originality and diversity of the karstic environment. The study introduces us into the diversity and complexity that characterizes karst and karstic aquifers, aspects that have an important interest from the point of view of the theory and of the theoretical hydrology. The ideas about energy and karstification potential implied in karst development processes can be addressed to with the thermodynamics’s concepts of the irreversible processes, such as entropy and self-organization. The results of experimental hydrology also introduce another perspective, another context to put and use the field observations (the geological aspects, but especially the geomorphological ones), which acquires another value and depth. The resources and groundwater volumes examined in the systems studied have a strategic interest from the perspective of operative hydrology and, a sustainable management of those is proposed.