correlación de las precipitaciones anuales, para elperiodo 1940/41-1995/96, en los distintos ámbitos. Deforma compacta, y puesto que esta matriz es simétri-ca, en la mitad inferior y diagonal se muestran los coe-ficientes de correlación, y en la superior una estima-ción de las probabilidades asociadas a estos coeficien-tes (1 implica no correlación y 0 implica correlaciónsignificativa).

La observación de esta tabla permite obtener la intere-sante conclusión de que existen correlaciones signifi-cativas entre grupos de ámbitos, pero no de todos entresí. Ello significa que existen en España áreas con regí-menes pluviométricos independientes, no dándosesensiblemente las rachas secas y húmedas con simul-taneidad en todo el país, lo que viene a subrayar, unavez más, la variedad hídrica del territorio español.

Además, todas las correlaciones son nulas o positivas, yno existe, entre ningún par de ámbitos, ninguna correla-ción negativa significativa. Ello implica que o no haysimultaneidad o hay una cierta simultaneidad de sequíay abundancia, pero no hay, significativamente, sequía enuna zona mientras hay abundancia en otra, y viceversa.

Avanzando aún más en la indagación de la estructuraespacio-temporal de las precipitaciones y en la explo-ración de su comportamiento relativo en los distintosterritorios, la observación de correlaciones significati-vas entre ámbitos sugiere estudiar sus posibles afini-dades, reduciéndolos a áreas similares desde el puntode vista de las precipitaciones anuales.

Si se realiza un análisis de agregaciones mediantecluster jerárquico, se obtienen algunos agrupamientosmuy persistentes entre ámbitos. Así, Norte II y NorteIII aparecen siempre agrupados, del mismo modo que

Júcar y Segura; que Tajo y Duero; y que Guadiana I yGuadalquivir. Considerando globalmente estos cuatrogrupos básicos, su proximidad entre ellos, y el resto deagrupamientos obtenidos, puede proponerse tentativa-mente una regionalización muy robusta de los ámbitosde planificación, desde el punto de vista de las preci-pitaciones anuales, en siete clases, que serían las ofre-cidas en la figura 86.

Una gran zona es la central o atlántica (azul), que puedesubdividirse en norte (C_N: Duero y Tajo) y sur (C_S:Guadiana, Guadalquivir y Sur); otra zona es la de levan-te (L: Júcar y Segura); otra sería la noreste (N_E: Ebro,Baleares y C.I.Cataluña); otra es la norte o cantábrica(N: Norte II y Norte III); otra la noroeste (N_O: GaliciaCosta y Norte I); y, por último, otra sería Canarias (CA).

La organización regional propuesta permite revisar lacuestión que se planteó sobre las rachas pluviométri-cas húmedas y secas, pero descendiendo ahora al nivelde la región en lugar de a la media global del país, yempleando regiones rigurosamente establecidas.

Así, y como antes se hizo para la media areal global,se han construido las curvas de desviaciones unitariasacumuladas de las precipitaciones regionales, ofreci-das conjuntamente en la figura 87.

Un primer examen de este gráfico muestra que, enefecto, existen en apariencia diferencias regionalesque hacen que las secuencias de rachas en las distintascuencas no resulten ser las mismas. Una inspecciónmás detallada permite diferenciar las situaciones mos-tradas en la figura 88.

Como se aprecia, la mayoría de las cuencas (Duero,Tajo, Guadiana, Guadalquivir, Sur, Ebro, C.I. deCataluña, Norte I, Galicia Costa y Baleares) ha segui-

106

La Situación Actual y los Problemas Existentes y Previsibles

Figura 87. Rachas dela precipitación mediaanual por regionespluviométricas en elperiodo 1940/41-1995/96, a partir de lasdesviaciones unitariasacumuladas

-2,5

-2

-1,5

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

2

1940 1945 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995

años

Des

viac

ione

s un

itari

as a

cum

ulad

as

RN_O RNRN_E RC_NRC_S RLRCA

do un patrón muy similar, que es, sensiblemente, elque se ofreció antes como representativo de la mediaglobal del país, pero hay tres regiones (Levante, Nortey Canarias) que parecen haber seguido patrones dife-rentes a éste, y diferentes entre sí.

Asimismo, se observa cómo desde finales de los 70hay una racha seca, más o menos exacerbada, en todaslas regiones, y con algún altibajo en el periodo 1985-90, a partir del cual es completamente generalizada.Como se apuntó, ello explica, entre otras razones, lagrave crisis de suministro hídrico que se vivió enmuchos lugares de España en estos últimos años.

El grado de detalle de todos los análisis anteriores se jus-tifica por un hecho básico, y es que, como ya se ha apun-tado, la precipitación es el origen de los recursos hídri-cos, excita y gobierna la respuesta hidrológica, y suvariabilidad es la principal fuente de la irregularidad delos caudales de los ríos. En efecto, la variabilidad plu-viométrica se transmite, y de forma más acusada, ampli-ficada, a los datos de escorrentía, tal como se verá másadelante. Regiones de comportamiento pluviométricosimilar serán probablemente regiones con comporta-miento hidrológico también similar, y rachas pluviomé-tricas húmedas o secas se traducirán, con mayor o menorrezago, en rachas de caudales del idéntico signo.

Por otra parte, si en lugar de datos anuales seemplean datos a escalas mas pequeñas (p.e. men-

suales, diarios u horarios), este efecto de irregulari-dad se ve aún más acentuado.

3.1.4.1.2. Evapotranspiración

Como se mostró en el epígrafe anterior, la precipi-tación (P) media anual en España es de 684 mm, equi-valentes a unos 346.000 hm3/año, cifra que, como tam-bién se vio, está sujeta a una gran variabilidad tempo-ral y espacial.

Por otra parte, la evapotranspiración potencial (ETP)media anual en España, mostrada en la figura 89, es,en el mismo periodo, de 862 mm, presentando susmáximos en la mitad meridional de la península,Canarias, y el valle central del Ebro. Este mapa deETP se ha obtenido aplicando el método deThornthwaite y corrigiendo los resultados por unosfactores mensuales, regionalizados para todo el terri-torio, deducidos del contraste de los métodos deThornthwaite y Penman-Monteith.

La evapotranspiración real (ET), mostrada en la figu-ra adjunta, presenta en el mismo periodo un valormedio global de 464 mm/año, siendo bastante menorque la ETP, al no darse siempre las condiciones ópti-mas de humedad en el suelo para que se produzca laevapotranspiración a su tasa potencial. Como es lógi-co, las mayores diferencias relativas se darán en losterritorios más secos, y las menores diferencias en los

107

Libro Blanco del Agua en España

Figura 88. Distintassituaciones de lasrachas de laprecipitación mediaanual por regionespluviométricas en elperiodo 1940/41-1995/96, a partir de lasdesviaciones unitariasacumuladas

-1,5

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

2

años

RN_ORN_ERC_NRC_S

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

años

RN

-0,8

-0,6-0,4

-0,2

00,2

0,4

0,6

0,81

1,2

años

RL

-2,5

-2

-1,5

-1

-0,5

0

0,5

1

años

RCA

108

La Situación Actual y los Problemas Existentes y Previsibles

Figura 89. Mapa deevapotranspiraciónpotencial media anual en mm(periodo 1940/41-1995/96)

Figura 90. Mapa deevapotranspiración realmedia anual en mm(periodo 1940/41-1995/96)

más húmedos. Esa evapotranspiración se ha obtenidomediante el modelo hidrológico distribuido que sedescribe en apartados siguientes (fig. 90).

La diferencia entre ET y ETP puede verse en el mapade la figura 91, que muestra la fracción porcentualET/ETP que, en valor medio para el conjunto del terri-torio es de 0,54, y que varía desde 0,18 en Canarias a0,97 en el ámbito del Norte III.

Puede apreciarse el comentado efecto de aumento delcociente con la mayor humedad de la zona.

3.1.4.1.3. Lluvia útil

Recordando el esquema conceptual del ciclo hidro-lógico y el gráfico de los principales flujos de aguaen régimen natural, ofrecidos en anteriores epígra-fes, puede verse que si a las precipitaciones se leresta la evapotranspiración, lo que queda es el aguaque, bien de forma subterránea o de forma superfi-cial, contribuirá a la escorrentía total y es suscepti-ble, por tanto, de ser utilizada. Esta es la razón porla que a tal diferencia se le denomina lluvia efectivao lluvia útil.

El concepto de lluvia útil -o diferencia entre precipi-tación y evapotranspiración real- ha sido ampliamenteutilizado en nuestro país en estudios hidrológicos ehidrogeológicos regionales.

El mapa de la figura 92 obtenido restando los dos ante-riores (P-ET), muestra la variabilidad espacial de estevalor, y ofrece una primera imagen de la mayor o menorabundancia hídrica de los distintos territorios españoles.

Pese a su evidente proximidad, los conceptos de lluviaútil y de escorrentía total no deben ser confundidos.

La diferencia entre ambos se debe a que mientras que elprimero de ellos expresa la mera diferencia entre preci-pitación y evapotranspiración, la escorrentía representala aportación total por unidad de superficie, y por tantotiene en cuenta cómo se distribuye la lluvia útil entrealmacenamiento en el suelo, escorrentía superficial yrecarga al acuífero, y cómo éste descarga, de forma máso menos diferida, a la red de drenaje.

Aunque las diferencias entre los valores asociados aambos conceptos pueden ser importantes cuando se con-sideran escalas temporales más detalladas -días, meses oincluso años-, en valores medios interanuales tales dife-rencias son mucho más pequeñas (ver figuras adjuntas),y se deben únicamente a la redistribución espacial que seproduce en la descarga del agua infiltrada al acuífero.

3.1.4.1.4. Escorrentía total

Consecuencia del efecto de las variables climáticas juntocon las características del terreno, la escorrentía totalmedia anual en España sigue un patrón de comporta-miento espacial similar al de las precipitaciones, aunque

109

Libro Blanco del Agua en España

Figura 91. Mapa de larelación ET/ETP (%)(periodo 1940/41-1995/96)

con una mayor variabilidad, tal y como se aprecia en lafigura adjunta. Esta escorrentía total (recurso por unidadde superficie o aportación específica total) es la suma dela escorrentía superficial directa y la escorrentía subte-rránea, y más adelante se explicará cómo se ha obtenidopara cualquier punto del país.

El valor medio anual de la escorrentía total en España esde 220 mm, equivalentes, como se vio, a unos 111.000hm3. En cuanto a la distribución espacial son evidenteslas grandes diferencias territoriales que muestra, varian-do desde áreas donde la escorrentía es de menos de 50mm/año (sureste de España, la Mancha, el valle delEbro, la meseta del Duero, y las Islas Canarias) hastaotras donde supera los 800 mm/año (cuencas del Nortey áreas montañosas de algunas cuencas) (fig. 93).

Esa escorrentía se genera casi en su totalidad en nuestroterritorio, a partir de la precipitación. Se exceptúan unosaportes irrelevantes respecto al total de la escorrentíaque provienen de Andorra y Francia en la cabecera delrío Segre (unos 300 hm3/año según estimación del Plande cuenca del Ebro), así como las procedentes de unasmuy pequeñas cuencas en la frontera portuguesa.

Obtenido el mapa de escorrentías totales para todo elpaís, la escorrentía total (los recursos naturales) de unterritorio cualquiera se obtiene simplemente sumandolas escorrentías totales de todos sus puntos, es decir,integrando en el recinto del territorio. Los resultados que

se obtienen de este modo para los ámbitos de planifica-ción hidrológica son los que se ofrecen más adelante.

Asimismo, si en cada punto del territorio se determinala suma de las escorrentías de todos los puntos situa-dos aguas arriba, se obtiene el mapa de aportacionesacumuladas en cada punto, que no es sino una repre-sentación fractal de la red fluvial, en la que el valorcorrespondiente a cada punto de la red es su aporta-ción media interanual. La escorrentía total de un terri-torio cualquiera será ahora no la suma de sus puntosinteriores, sino la de los puntos de su contorno, positi-va si el punto aporta al territorio, y negativa si lodrena. Ello equivale en términos formales a integrarcurvilíneamente en el contorno del recinto.

La figura 94 muestra este mapa de aportaciones acu-muladas para todo el territorio peninsular, habiéndoserepresentado los tramos fluviales con una aportaciónestimada mayor de 25 hm3/año.

En este mapa se aprecia, por ejemplo, el contraste entrelas densidades de las redes fluviales de las cuencas delNorte de España y del Sureste. También en algunascuencas hidrográficas se producen diferencias acusadasentre las aportaciones de las distintas vertientes, comosucede en el Ebro, donde las aportaciones de la margenizquierda, generadas en gran parte en los Pirineos, sonmuy superiores a las de la margen derecha. Con carác-ter general se observa cómo en la mayoría de las cuen-

110

La Situación Actual y los Problemas Existentes y Previsibles

Figura 92. Mapa delluvia útil mediaanual en mm(periodo 1940/41 -1995/96)

111

Libro Blanco del Agua en España

Figura 93. Mapa deescorrentía total mediaanual en mm (periodo1940/41 - 1995/96)

Figura 94. Mapa deaportación total mediaanual (hm3/año) en elperiodo 1940/41 -1995/96.

cas una porción muy significativa de los recursos segenera en sus cabeceras. Una excepción es la cuencadel Guadiana, donde los recursos se generan en losafluentes que vierten a sus tramos medios.

La distribución estacional o intraanual de la escorren-tía media en España se muestra, junto con la de la pre-

cipitación y las evapotranspiraciones potencial y real,en la figura adjunta.

Se observa claramente el desfase temporal existenteentre la precipitación y la evapotranspiración poten-cial, lo que da lugar a los déficit de humedad delsuelo. Igualmente se observa que la máxima produc-

112

La Situación Actual y los Problemas Existentes y Previsibles

Figura 95.Distribución mediaintraanual de losprincipales flujoshidrológicos globalesen España

0

20

40

60

80

100

120

140

160

OCT NOV DIC ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP

mm

PrecipitaciónEvapotranspiración potencialEvapotranspiración realEscorrentía

Ámbito de 1967 1980 1993 1998 1998Planificación (a) (b) (c) (d) (e)

Galicia Costa - - 12.504 12.642 12.250Norte I - - 11.235 11.235 12.689Norte II - - 12.954 13.000 13.881Norte III - - 5.395 5.381 5.337Norte 37.500 38.700 42.088 42.258 44.157Duero 13.200 15.900 15.168 15.168 13.660Tajo 8.920 10.250 12.858 12.230 10.883Guadiana I - - 4.872 4.875 4.414Guadiana II - - 1.293 1.293 1.061Guadiana 4.895 5.100 6.155 6.168 5.475Guadalquivir 7.300 9.400 7.771 7.978 8.601Sur 2.150 2.690 2.418 2.483 2.351Segura 884 960 1.000 1.000 803Júcar 2.950 5.100 4.142 4.142 3.432Ebro 17.396 18.950 18.198 18.217 17.967C.I. Cataluña 1.700 3.250 2.780 2.780 2.787Total Península 96.895 110.300 112.588 112.424 110.116Baleares - 690 745 562 661Canarias - 965 965 826 409

Total España - 111.955 114.298 113.812 111.186

Tabla 12. Distintas estimaciones de los recursos hídricos totales en régimen natural (hm3/año)

(a) PG (1967). Recursos Hidráulicos.II Plan de Desarrollo Económico y Social. Presidencia de Gobierno.(b) MOPU (1980). El agua en España. CEH. DGOH. También en Heras (1977).(c) MOPT (1993) Memoria del PHN.(d) Datos de los Planes Hidrológicos de cuenca (1998)(e) Datos de la evaluación realizada en este Libro Blanco, que se expondrá más adelante (1998)Notas: Norte comprende los ámbitos de Galicia Costa y Norte I, II, y III; Guadiana comprende los ámbitos Guadiana I y II. La cifra del Plan de cuenca(columna d) del Ebro no incluye los recursos del Garona y Gallocanta.

ción global de escorrentía se produce de diciembre afebrero, y la mínima en agosto; o que la máxima eva-potranspiración potencial se da en julio.

Es también interesante destacar el efecto que tiene elalmacenamiento de agua en el suelo y en los acuíferos,que en los meses secos de mayo a julio posibilita quela evapotranspiración real sea mayor que la precipi-tación, o que circule caudal por los ríos (fig. 95).

Como antes se ha apuntado, la evaluación de las apor-taciones naturales de los ríos no es una tarea fácil, yuna muestra de ello es cómo a lo largo del tiempo estasestimaciones han ido variando según el autor que lasofrecía y las fechas de elaboración, tal y como semuestra en la tabla adjunta de estimaciones de recur-sos hídricos totales en régimen natural (expresados enhm3/año). Las diferencias son esperables consideran-do, en primer lugar, las diferentes fechas y periodos(distintas series) en que se realizan las evaluaciones;en segundo lugar, que aún empleando las mismasseries, pueden emplearse distintos procedimientos téc-nicos que darán lugar a diferentes resultados; y, en ter-cer lugar, que no siempre - y en especial en las esti-maciones más antiguas - se ha entendido como cuencala totalidad del ámbito administrativo definido comotal, habiéndose considerado los recursos solamente delrío o ríos principales, y no de todos los cauces.

En todo caso, ha de tenerse presente que, como se dijo,los recursos naturales no pueden medirse de formadirecta, y han de ser estimados, lo que conlleva siem-pre un cierto grado de incertidumbre (tabla 12).

Las cifras más recientes son las procedentes de los PlanesHidrológicos de cuenca (que aunque aprobados en 1998

se basan, con carácter general, en datos del periodo com-prendido entre los años hidrológicos 1940/41 y 1985/86),y las correspondientes a la nueva evaluación de los recur-sos naturales, realizada en este Libro, para el periodocomprendido entre 1940/41 y 1995/96.

Como puede verse, las diferencias entre estas dos últi-mas estimaciones no exceden en ningún caso del 20%y suelen ser a la baja, lo que resulta lógico consideran-do los diferentes periodos empleados y el efecto de laúltima sequía. Asimismo, se observa que las evaluacio-nes más antiguas se encuentran por lo general ajustadas,y la estimación global de los recursos peninsulares -entorno a los 110 km3/año - encajada desde hace casi 20años. En los siguientes epígrafes se detallará la másreciente evaluación, realizada en este Libro.

3.1.4.1.5. El procedimiento de evaluación de losrecursos hídricos

Expuestas ya las nociones básicas del ciclo hidrológi-co y los balances hídricos, y caracterizadas sus varia-bles meteorológicas básicas, procede explicar conalgún detalle el procedimiento de evaluación de losrecursos hídricos en régimen natural que se ha segui-do en este Libro y que ha consistido la modelacióndistribuida, masiva, de los componentes básicos delciclo hidrológico a la escala global de todo el país.

En efecto, con motivo de la elaboración de este Libroy la preparación de datos para la elaboración del PlanHidrológico Nacional, y con objeto de actualizartodas las series hasta el año hidrológico 1995/96 uti-lizando una metodología homogénea para todas lascuencas peninsulares, se ha puesto a punto un mode-

113

Libro Blanco del Agua en España

Figura 96.Representaciónesquemática delmodelo distribuidoempleado

lo de simulación de las aportaciones naturales parasu evaluación en cualquier punto del país (Estrela yQuintas, 1996b; Ruiz, 1999).

Este modelo utiliza los datos registrados en las esta-ciones de aforo, la información meteorológica, y lascaracterísticas de las cuencas y acuíferos. Es un mode-lo hidrológico conceptual y distribuido -considera lavariabilidad espacial de toda la información hidrológi-ca- que simula los flujos medios mensuales en régi-men natural en cualquier punto de la red hidrográficade España. Para ello reproduce los procesos esencialesde transporte de agua que tienen lugar en las diferen-tes fases del ciclo hidrológico. En cada una de lasaproximadamente medio millón de celdas de dimen-siones 1.000 m. x 1.000 m. en que se ha discretizadoel territorio español, plantea el principio de continui-dad y establece, a escala mensual, leyes de reparto ytransferencias de agua entre los distintos almacena-mientos (ver figura 96).

Las entradas al modelo son los datos de precipitacionesy temperaturas mensuales en las estaciones meteoroló-gicas y los datos de caudales históricos observados enlos puntos de simulación o de calibración. Los mapasde precipitaciones se han obtenido por interpolación delos datos registrados en los pluviómetros, teniendo encuenta la orografía. Para el cálculo de la eva p o t r a n s p i-ración potencial utiliza una combinación de los méto-dos de T h o rn t h waite y Penman-Monteith, e introduce

un coeficiente reductor por la vegetación. Otra infor-mación que precisa el modelo son datos sobre la geo-metría de las subcuencas consideradas que, teniendo encuenta los primitivos trabajos de clasificación de losríos realizados en los años 60 (MOP-CEH [1965];MOP-CEH [1966]), han sido digitalizadas a partir delos planos del Servicio Geogr á fico del Ejército a escala1:50.000, y se muestran en la figura 97.

Los parámetros del modelo son los mapas de capaci-dad máxima de almacenamiento de humedad en elsuelo, de capacidad máxima de infiltración y los coe-ficientes de recesión de los acuíferos.

En la figura 98 se muestra el mapa del parámetro decapacidad máxima de almacenamiento de humedaden el suelo, estimado a partir de información sobreusos del suelo conforme al criterio de la tabla 13.

La figura 99 muestra el mapa del parámetro de capa-cidad de infiltración máxima.

Este parámetro se ha regionalizado en función de lalitología, tal y como se muestra en la tabla siguiente.Inicialmente, a las clases litológicas del mapa digitalde suelos de EUROSTAT se les asoció un valor decapacidad de infiltración máxima a partir de los esti-maciones de infiltración por grupos litológicos reco-gidas en Sanz Pérez (1995). Estos valores de referen-cia fueron ajustados con posterioridad durante el pro-ceso de calibración del modelo (tabla 14).

114

La Situación Actual y los Problemas Existentes y Previsibles

Figura 97. Mapa desubcuencas en laEspaña peninsular

Finalmente, en la figura 100 se muestra el mapa de coe-ficientes de recesión de los acuíferos. El modelo estimala recarga a los acuíferos de forma distribuída, y obtie-ne un valor areal sobre la unidad hidrogeológica paracada mes. El intercambio de agua entre cada unidadhidrogeológica y la red fluvial se realiza mediante unmodelo unicelular (López-Camacho, 1981), aplicadode forma agregada a toda la unidad, y cuyo parámetroes el coeficiente de recesión o descarga.

Este mapa se ha estimado introduciendo en cada uni-dad hidrogeológica unos valores iniciales en funciónde la extensión de los acuíferos y de sus caracterís-ticas litológicas, y ajustándolos posteriormente en elproceso de calibración del modelo a partir de loshidrogramas de agotamiento registrados en las esta-ciones de aforo.

La calibración del modelo ha consistido en obtener losmapas de los parámetros que conducen a un buen ajusteentre los valores observados y los simulados por el mode-lo, entendiendo por tal la reproducción, en la medida delo posible, de las aportaciones medias mensuales, anua-les e interanuales, y de otras propiedades de las series,como la varianza o la persistencia de los caudales.

La mayoría de los datos de calibración corresponden aestaciones de aforo donde se miden caudales en régi-men natural. También se han utilizado, como elemen-to de contraste, series restituidas a régimen naturalprocedentes de los Planes Hidrológicos de cuenca,fundamentalmente en zonas con una escasa coberturaespacial de las estaciones anteriores, y en las desem-bocaduras de los principales ríos lo que asegura elencaje global de la cuencas.

115

Libro Blanco del Agua en España

Uso del suelo Capacidad máxima dehumedad del suelo (mm)

Superficies artificiales 40Espacios con poca vegetación 100Tierras de labor en secano 155Tierras de labor en regadío 215Praderas y pastizales naturales 150Sistemas agrícolas heterogéneos 195Cultivos permanentes 210Vegetación arbustiva 135Bosque mixto 220Bosques de frondosas y coníferas 230Zonas húmedas, superficies de agua y artificiales 300

Figura 98. Mapa decapacidad máxima dealmacenamiento deagua en el suelo (mm)

Tabla 13. Regionali-zación de la capacidadmáxima de humedaddel suelo a partir delos usos del suelo